A
spoel is een component die bestaat uit een geleider, typisch draadgewonden rond een kern. De kern kan zijn gemaakt van materialen zoals ijzer, ferriet of lucht. Het aantal windingen, het type kernmateriaal en de diameter van de draad bepalen de inductantie van een spoel.
Spoelen worden gebruikt in een breed scala van elektrische en elektronische toepassingen, waaronder:
Transformatoren: spoelen worden gebruikt als primaire en secundaire wikkelingen in transformatoren om elektrische energie van het ene circuit naar het andere over te dragen.
Inductieve verwarming: spoelen worden gebruikt om materialen te verwarmen door middel van inductie door een wisselend magnetisch veld op te wekken.
Inductieve sensoren: spoelen worden gebruikt als sensorelement in inductieve sensoren om de aanwezigheid van metalen voorwerpen te detecteren of veranderingen in magnetische velden te meten.
Elektromagnetische actuatoren: spoelen worden gebruikt als het magnetische element in elektromagnetische actuatoren om lineaire of roterende bewegingen te genereren.
Inductieve krachtoverbrenging: spoelen worden gebruikt om draadloos vermogen over korte afstanden over te dragen door middel van magnetische inductie.
RF-circuits: spoelen worden gebruikt als resonerende elementen in RF-circuits (radiofrequentie) om het circuit af te stemmen op een specifieke frequentie.
Smoorspoelen: spoelen worden gebruikt als spoelen om hoogfrequente signalen te onderdrukken en de stroom van wisselstroom in een circuit te beperken.
Motoren en generatoren: Spoelen worden gebruikt in motoren en generatoren om magnetische velden te produceren en te regelen.
De kenmerken van een spoel zijn afhankelijk van verschillende factoren, waaronder:
Inductantie: Inductantie is de eigenschap van een spoel die weerstand biedt aan veranderingen in de stroom die er doorheen vloeit, waardoor een magnetisch veld wordt opgewekt. De inductantie van een spoel is evenredig met het aantal windingen, de dwarsdoorsnede van de geleider en de doorlaatbaarheid van de kern.
Zelfresonantiefrequentie: De zelfresonantiefrequentie van een spoel is de frequentie waarop de inductantie en capaciteit van de spoel met elkaar resoneren, waardoor een resonantiecircuit ontstaat.
Q-factor: De Q-factor is een maat voor de kwaliteit van de resonantiekring gevormd door de spoel en zijn capaciteit. Het wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de energie die in de spoel is opgeslagen en de energie die per cyclus verloren gaat.
Draadweerstand: De draadweerstand is de weerstand van het geleidermateriaal dat wordt gebruikt om de spoel op te winden. Deze weerstand kan opwarming en vermogensverliezen in de spoel veroorzaken.
Lekkage-inductantie: De lek-inductantie is de inductantie die bestaat tussen de windingen van een spoel en tussen de spoel en zijn kern. Dit kan vermogensverliezen veroorzaken en de efficiëntie van de spoel verminderen.
Verzadiging: Verzadiging is de toestand waarin de magnetische kern van een spoel zijn maximale magnetische permeabiliteit bereikt, waarboven elk extra magnetisch veld geen significante toename van de magnetische fluxdichtheid zal veroorzaken. Verzadiging kan vermogensverliezen en verminderde efficiëntie in de spoel veroorzaken.
Frequentierespons: De frequentierespons van een spoel is het vermogen om te reageren op signalen over een reeks frequenties. De frequentierespons van een spoel wordt beïnvloed door zijn inductantie, capaciteit en weerstand.
Kernverlies: Het kernverlies is het vermogensverlies dat optreedt in de magnetische kern als gevolg van het genereren van warmte wanneer het magnetische veld verandert.
Dit zijn enkele van de belangrijkste
eigenschappen van een spoel die de prestaties en efficiëntie in verschillende toepassingen kunnen beïnvloeden.