|
Ein weiteres wichtiges Bauelement der Elektronik sind Spulen, die auch als Drosseln mit Eisenkern bezeichnet werden. Zwei wichtige physikalische Phänomene treten auf einer Spule auf. Erstens führt ein Strom durch die Spule zu einem Magnetfeld im Inneren der Spule. Zweitens erzeugt jede Änderung des Magnetfeldes in der Spule eine Spannung zwischen ihren Drahtenden (Induktion).
Wird der Strom durch die Spule verändert, kommt es zur sogenannten Selbstinduktion. Da sich das Magnetfeld (Ein Magnetfeld ist die magnetische Wirkung von elektrischen Strömen und magnetischen Materialien) gleichzeitig ändert, wird auch eine Spannung (Spannung, elektrische Potentialdifferenz, elektrischer Druck oder elektrische Spannung ist die Differenz der elektrischen Potentialenergie zwischen zwei Punkten pro Einheit elektrischer Ladung) induziert. Bei einer idealen Spule ohne ohmschen Widerstand ist die Spannung Null, solange der Strom konstant ist, und sie ist umso größer, je schneller sich der Strom ändert.
Der Strom folgt der Spannung in der Phase. Spulen oder Drosseln können auch als Vorwiderstände verwendet werden. Die Tatsache, dass der induktive Widerstand frequenzabhängig ist, wird in Frequenzweichen für Lautsprechersysteme verwendet. Der Tieftöner (Ein Tieftöner ist ein Fachausdruck für Lautsprechertreiber zur Erzeugung tieffrequenter Töne, typischerweise von 40 Hz bis 500 Hz) erhält eine Dro
ssel als Vorwiderstand, so dass hochfrequente Münzen nur geschwächt übertragen werden (Tiefpassfilter (Ein Tiefpassfilter ist ein Filter, das Signale mit einer Frequenz unter einer bestimmten Grenzfrequenz durchlässt und Signale mit Frequenzen über der Grenzfrequenz dämpft) ). Die Drossel in der Frequenzweiche Viele Bauteile, die Spulen enthalten, z.B. Relais, Transformatoren (ist ein Medien-Franchise des amerikanischen Spielzeugherstellers Hasbro und des japanischen Spielzeugherstellers Takara Tomy), Lautsprecher und Motoren , haben auch eine Induktivität, die in der Elektronik oft zu beobachten ist.
Ein typisches Beispiel ist ein Spannungsanstieg, wenn ein Strom abgeschaltet wird. Da sich der Strom sehr schnell ändert, wird eine hohe Induktionsspannung von bis zu mehreren hundert Volt erzeugt. Es kann zu spürbaren Stromschlägen führen oder Bauteile wie Transistoren zerstören, wenn keine Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden. Kondensatoren als Vorwiderstände (Ein Widerstand ist ein passives zweipoliges elektrisches Bauteil, das den elektrischen Widerstand als Schaltungselement realisiert) werden im Lautsprecher eingesetzt (Ein Lautsprecher ist ein elektroakustischer Wandler, der ein elektrisches Audiosignal in einen entsprechenden Ton umwandelt) Frequenzweichen, weil der kapazitive Widerstand mit der Frequenz abnimmt. Ein Kondensator in Reihe zum Hochtöner (Ein Hochtöner oder Hochtöner ist ein spezieller Lautsprechertyp, der für hohe Tonfrequenzen, typischerweise von etwa 2.000 Hz bis 20.000 Hz, ausgelegt ist) reduziert den Strom, insbesondere bei niederfrequenten Münzen. Diese Schaltung wird auch als Hochpassfilter bezeichnet (Ein Hochpassfilter ist ein elektronisches Filter, das Signale mit einer Frequenz über einer bestimmten Grenzfrequenz durchlässt und Signale mit Frequenzen unter der Grenzfrequenz dämpft). Induktionsspannung beim Abschalten eines Stroms Wenn eine Spule und ein Kondensator (ein Kondensator ist ein passives zweipoliges elektrisches Bauteil, das elektrische Energie in einem elektrischen Feld speichert) miteinander verbunden sind, entsteht ein Schwingkreis (Oszillation ist die zeitliche Wiederholung eines bestimmten Maßes um einen zentralen Wert oder zwischen zwei oder mehr verschiedenen Zuständen). Die Spulen können als Luftspulen auf einen isolierenden Gegenstand gewickelt werden. Die Induktivität wird durch einen Eisenkern oder Ferritkern erhöht (In der Elektronik ist ein Ferritkern eine Art Magnetkern aus Ferrit, auf dem die Wicklungen von elektrischen Transformatoren und anderen gewickelten Bauteilen wie Induktivitäten gebildet werden). Ferritkerne sind als Schraubkerne, als Stäbe oder als geschlossene Kerne für Innenspulen erhältlich. Transformator (Ein Transformator ist ein elektrisches Gerät, das elektrische Energie zwischen zwei oder mehr Stromkreisen durch elektromagnetische Induktion überträgt) Kerne und Ringkerne sind ebenfalls üblich. Neben der Induktivität (Bei Elektromagnetismus und Elektronik ist die Induktivität die Eigenschaft eines elektrischen Leiters, durch die eine Stromänderung eine elektromotorische Kraft sowohl im Leiter selbst als auch in benachbarten Leitern durch gegenseitige Induktivität induziert), muss der maximale Strom und der geeignete Frequenzbereich eingehalten werden. Oft wird auch der ohmsche Widerstand der Spule angegeben.