Praktische Überlegungen – Induktoren

Induktivitäten unterliegen wie alle elektrischen Komponenten Einschränkungen, die aus Gründen der Zuverlässigkeit und des ordnungsgemäßen Betriebs der Schaltung beachtet werden müssen.

Faktoren, die die Induktivität beeinflussen

Nennstrom

Da Induktoren aus gewickeltem Draht bestehen und jeder Draht in seiner Strombelastbarkeit durch seinen Widerstand und seine Fähigkeit, Wärme abzuleiten, begrenzt ist, müssen Sie auf den maximal zulässigen Strom durch einen Induktor achten.

Ersatzschaltung

Da der Induktordraht einen gewissen Widerstand hat und die Beschränkungen des Schaltungsdesigns typischerweise erfordern, dass der Induktor mit den kleinstmöglichen Abmessungen gebaut wird, gibt es keinen „perfekten“ Induktor. Induktorspulendraht weist normalerweise einen erheblichen Serienwiderstand auf, und der enge Abstand des Drahtes von einer Spulenwindung zur anderen (getrennt durch Isolierung) kann messbare Mengen an Streukapazität darstellen, die mit seinen rein induktiven Eigenschaften interagiert.

Im Gegensatz zu Kondensatoren, die relativ einfach mit vernachlässigbaren Streueffekten herzustellen sind, sind Induktivitäten in „reiner“ Form nur schwer zu finden. Bei bestimmten Anwendungen können diese unerwünschten Eigenschaften zu erheblichen technischen Problemen führen.

Induktorgröße

Induktivitäten sind in der Regel physikalisch viel größer als Kondensatoren, um äquivalente Energiemengen zu speichern. Dies gilt insbesondere angesichts der jüngsten Fortschritte in der Elektrolytkondensatortechnologie, die es ermöglichen, unglaublich große Kapazitätswerte in ein kleines Gehäuse zu packen. Wenn ein Schaltungsdesigner eine große Energiemenge in einem kleinen Volumen speichern muss und die Freiheit hat, entweder Kondensatoren oder Induktivitäten für die Aufgabe zu wählen, wird er oder sie höchstwahrscheinlich einen Kondensator wählen.

Eine bemerkenswerte Ausnahme von dieser Regel sind Anwendungen, die riesig erfordern Mengen an Kapazität oder Induktivität, um elektrische Energie zu speichern:Induktoren aus supraleitendem Draht (null Widerstand) sind praktischer zu bauen und sicherer zu betreiben als Kondensatoren mit gleichwertigem Wert und sind wahrscheinlich auch kleiner.

Störung

Induktoren können mit ihren Magnetfeldern in der Nähe befindliche Komponenten auf einer Leiterplatte beeinflussen, die sich über die Induktivität hinaus beträchtlich erstrecken können. Dies gilt insbesondere, wenn sich andere Induktivitäten in der Nähe auf der Leiterplatte befinden. Wenn die Magnetfelder von zwei oder mehr Induktoren in der Lage sind, sich mit den Drahtwindungen der anderen zu „verbinden“, gibt es im Stromkreis eine Gegeninduktivität sowie eine Selbstinduktivität, die sehr gut unerwünschte Auswirkungen haben kann.

Dies ist ein weiterer Grund, warum Schaltungsentwickler dazu neigen, Kondensatoren gegenüber Induktivitäten zu wählen, um ähnliche Aufgaben zu erfüllen:Kondensatoren enthalten ihre jeweiligen elektrischen Felder von Natur aus sauber innerhalb des Komponentenpakets und erzeugen daher normalerweise keine „wechselseitigen“ Effekte mit anderen Komponenten.