Hvad er en toroidspole?

En solenoid er en elektromagnet dannet af en ledning, der bærer strøm. Elektromagneter har magnetfelter oprettet af strømme. Ledningen til en solenoid formes ofte til en spiralformet spiral, og et stykke metal som jern indsættes ofte indeni. Når en solenoid er bøjet i form af en cirkel eller en doughnut, kaldes den en toroid.

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

Toroider er værdifulde, fordi de, som alle solenoider, er induktorer. Induktorer kan inducere eller forårsage strømme i nærliggende spoler. De blev opfundet i august 1831 af den engelske fysiker Michael Faraday. Det var Faraday, der opdagede, at et skiftende magnetfelt kan fremkalde en spænding i en nærliggende ledning, og dette kaldes Faradays lov om induktion. Toroider har også det, der er kendt som selvinduktans, hvilket er en type modstand. Toroiden modstår eller bekæmper ændringer i sin egen strøm, uanset om den skal gøre den større eller mindre. Styrken af ​​selvinduktansen afhænger af toroidets antal spoler og vekselstrømskilde.

Transformere er lavet af et par solenoider viklet rundt om en metalkerne, der normalt er en ferrit. Toroidetransformatorer er to spoler viklet rundt om et metal, såsom en ferrit eller siliciumstål, der er doughnutformet. Spolerne er enten pakket ind i forskellige områder eller placeret den ene over den anden. De foretrækkes til RF- eller radiofrekvenstransformatorer, hvor de bruges til at øge eller mindske spændinger fra strømkilder og til at isolere forskellige dele i et kredsløb. RF-transformere bruges også til impedanstilpasning, hvilket betyder, at de hjælper med at forbinde indgangs- og udgangsdele fra forskellige kredsløb.

Toroider har nogle ulemper i forhold til almindelige solenoider. De er sværere at vinde og også at indstille. De er dog mere effektive til at producere nødvendige induktanser. For den samme induktans som en almindelig solenoid kræver en toroid færre omdrejninger og kan gøres mindre i størrelse. En anden fordel er, at da magnetfeltet er begrænset til indersiden, toroider og toroidformede transformere kan placeres i nærheden af ​​andre elektroniske komponenter uden bekymring for uønsket induktiv interaktioner.

Toroider bruges i telekommunikation, medicinsk udstyr, musikinstrumenter, forstærkere, forkoblinger og mere. En tokamak er en nuklear fusionsenhed, 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 sker ved brug af en toroid.