Hvad er en Toroid Coil?

En solenoid er en elektromagnet dannet af en ledning, der bærer strøm. Elektromagneter har magnetiske felter skabt af strømme. Tråd af en solenoid formes ofte til en spiralformet spole, og et stykke metal, såsom jern, bliver ofte indsat indeni. Når en magnetventil er bøjet i form af en cirkel eller en doughnut, kaldes den en toroid.

Funktioner

En toroid har et magnetfelt inde i sig selv, der danner en serie koncentriske cirkler. Udenfor er feltet nul. Styrken af ​​dette magnetfelt afhænger af antallet af spoler, som toroid har på sin krop. Feltet er ikke ensartet, fordi feltet er stærkere tæt på den indre del af ringen, end den er tættere på den ydre del. Dette betyder, at hvis r er transformatorens radius, falder magnetfeltet, da r bliver større.

Fysik

Toroider er værdifulde, fordi de som alle solenoider er induktorer. Induktorer kan inducere eller forårsage strømme, der skal skabes i nærliggende spoler. De blev opfundet i august 1831 af engelsk fysiker Michael Faraday. Det var Faraday, der opdagede, at et skiftende magnetfelt kan fremkalde en spænding i en nærliggende ledning, og dette kaldes Faradays Induktionslove. Toroider har også det, der er kendt som self-induktans, hvilket er en type modstand. Toroid modstår eller bekæmper ændringer i sin egen strøm, hvad enten det er for at gøre det større eller mindre. Styrken af ​​selvinduktansen afhænger af toroidets antal spoler og AC-kilde.

Toroidale transformatorer

Transformere er lavet af et par solenoider indpakket omkring en metalkerne, der normalt er en ferrit . Toroidale transformatorer er to spoler viklet rundt om et metal, såsom en ferrit eller silicium stål, der er donutformet. Spolerne er enten indpakket i forskellige områder eller placeret over hinanden. De foretrækkes for RF- eller radiofrekvenstransformatorer, hvor de bruges til at øge eller mindske spændinger fra strømkilder og at isolere forskellige dele i et kredsløb. RF-transformatorer bruges også til impedans matching, hvilket betyder, at de hjælper til at forbinde input og output dele af forskellige kredsløb.

Ulemper og fordele

Toroider har nogle ulemper over almindelige solenoider. De er sværere at vind og også at tune. Men de er mere effektive til at producere nødvendige induktanser. Til samme induktans som en regulær magnetventil kræver en toroid mindre drejninger og kan gøres mindre i størrelse. En anden fordel er, at da magnetfeltet er begrænset til indersiden, kan toroider og toroidale transformatorer placeres i nærheden af ​​andre elektroniske komponenter uden bekymring for uønskede induktive interaktioner.

Brug

Toroider anvendes til telekommunikation , medicinsk udstyr, musikinstrumenter, forstærkere, forkoblinger og meget mere. En tokamak er en atomfusion enhed, der bruger et magnetfelt til at begrænse plasma. Et plasma er en gas, der indeholder frie elektroner og ioner, og vises kun ved høje temperaturer. Indeslutningen af ​​plasmaet i en tokamak gøres ved brug af en toroid.