코일 코일에 대해 알고 싶었지만 물어보기가 두려웠던 대부분의 내용

초보 전자 제작자라면 일반적인 전자 부품에 익숙해질 것입니다. 저항기, 커패시터, 트랜지스터, 다이오드, LED, 집적 회로. 이는 수많은 학습 프로젝트를 위한 자료이며 많은 Raspberry Pi 또는 Arduino 소유자의 브레드보드를 ​​밝힐 것입니다.

그 목록에는 인덕터가 눈에 띄게 누락되어 있습니다. 사실, 단순한 아날로그나 논리 회로에 많이 응용되는 부품은 아니며, 다른 수동 부품에 비해 가격도 조금 더 비쌉니다. 그러나 이러한 누락으로 인해 인덕터에 대한 지식 격차가 발생하고 인덕터 사용이 일종의 흑마술로 간주되는 경향이 있으며 키트 및 프로젝트에서의 사용에 대한 두려움이 발생합니다.

우리는 이것이 부끄러운 일이라고 생각하므로 여기에 인덕터 초보자를 위한 인덕터 소개, 인덕터에 대한 이해를 돕고 항상 그것들을 피했다면 새롭게 보도록 권장하는 시도를 따릅니다.

전류가 흐르는 전기 도체를 고려하면 Oersted의 법칙에 따라 전류는 도체 주위에 자기장을 생성합니다. 도체를 통해 흐르는 전류가 변하면 렌츠의 법칙에 따라 자기장이 변하므로 도체에 흐르는 전류에 반대되는 전류가 도체에 유도됩니다. 이 특성을 인덕턴스라고 합니다.

인덕턴스는 헨리 단위로 측정되며, 백과사전에서 외울 필요가 없는 잘라서 붙여넣기에 가장 잘 설명되어 있습니다. "전기 회로의 인덕턴스는 초당 1암페어로 변화하는 전류가 결과를 나타낼 때 1헨리입니다. 인덕터 양단에 1V의 기전력이 작용합니다." 실제로 헨리는 다소 큰 단위이므로 밀리헨리, 마이크로헨리, 심지어 나노헨리를 접할 가능성이 더 높습니다.

물론 단일 도체나 전선 조각은 자기장을 생성하는 능력이 많지 않으므로 인덕턴스가 많지 않습니다. 도체의 길이를 늘려 인덕턴스를 늘릴 수 있지만 매우 긴 와이어 조각을 위한 공간이 곧 부족해지기 때문에 가장 작은 인덕터를 제외한 모든 경우 코일에 긴 길이의 와이어가 감겨 있는 것이 일반적입니다. 공기보다 투자율이 높은 물질로 만들어진 코어를 둥글게 만듭니다. 따라서 인덕터의 회로도 기호는 와이어 코일을 표현한 것입니다.

그래서 우리는 인덕터가 무엇인지 다루었습니다. 그것이 하는 일은 어떻습니까? 어디에 사용하고, 어떻게 사용하나요?

전자 실험자 또는 설계자라면 DC 필터, 벅/부스트 인버터의 인덕터를 변압기로 사용하거나, 라디오를 사용하는 경우 동조 회로나 RF 필터에서 인덕터를 접할 가능성이 가장 높습니다. 이 선택에만 국한되지는 않지만 이러한 경우를 고려하면 인덕터를 이해하고 다시 살펴보는 데 도움이 됩니다.

PC에서 ATX 모델과 같은 스위칭 전원 공급 장치를 열어 본 적이 있습니까? 물론 그렇습니다. 당신은 Hackaday 독자입니다! 구성 요소를 살펴보면 컴퓨터에 전원을 공급하는 DC 케이블 옆에 두꺼운 에나멜로 덮인 구리선 코일이 있는 인덕터 무리가 있음을 알 수 있습니다. 이는 평활 커패시터와 함께 필터 역할을 하여 고주파수를 제거하고 PSU 출력에 DC만 남겨둡니다.

빠르게 변화하는 전류가 변화하는 자기장을 발생시켜 반대 전류를 유도한다는 이전 단락을 기억한다면 이러한 필터가 어떻게 작동하는지에 대한 이론을 이해하기 시작할 수 있습니다. 유도된 반대 고주파 전류는 입력을 상쇄합니다. 이를 담당하는 전류는 안정적인 DC 구성 요소로 인해 자기장의 변화가 발생하지 않으므로 역전류가 발생하지 않고 반대 없이 통과합니다.

이에 비해 벅 및 부스트 인버터는 에너지를 자기장으로 저장하는 인덕터의 기능을 사용하여 DC 전력을 한 전압에서 다른 전압으로 효율적으로 변환합니다. 인덕터를 통해 전류를 흐르게 하면 주위에 생성된 자기장에 에너지를 저장하게 되며, 전류를 멈추면 해당 자기장은 붕괴되고 인덕터에 역전류를 유도하여 에너지를 방출하게 됩니다. 이 과정은 매우 빠르게 진행되므로 매우 높은 전압 스파이크로 매우 짧은 시간에 상당한 양의 에너지가 방출될 수 있습니다. 때로는 이 스파이크가 성가신 경우가 있습니다. 예를 들어 릴레이 드라이버는 트랜지스터에서 안전하게 전도하기 위해 다이오드를 통합하지만 부스트 컨버터에서는 인덕터에 에너지가 반복적으로 펄스되고 결과 스파이크가 다이오드를 통해 저장소 커패시터로 전환됩니다. 더 높은 출력 전압을 얻을 수 있습니다.