Mi az a toroid tekercs?

Mágnesszelep egy elektromágnes, amely áramot hordozó huzalból áll. Az elektromágnesek mágneses mezői áramokból jönnek létre. A mágnesszelep huzala gyakran spirális tekercsgé alakul, és belsejébe gyakran egy fémdarabot, például vasat helyeznek. Amikor egy mágnesszelep kör vagy fánk alakra hajlik, akkor toroidnak hívják.

A toroid mágneses mezője magában foglalja a koncentrikus körök sorozatát. Rajta kívül a mező nulla. Ennek a mágneses térnek az ereje a toroid testén lévő tekercsek számától függ. A mező nem egyenletes, mert a mező erősebb a gyűrű belső része közelében, mint a külső része. Ez azt jelenti, hogy ha r a transzformátor sugara, akkor a mágneses tér csökken, ha r nagyobb lesz.

A toroidok azért értékesek, mert mint minden mágnesszelep, ők is induktorok. Az induktorok áramot indukálhatnak vagy okozhatnak a közeli tekercsekben. 1831 augusztusában találta ki őket Michael Faraday angol fizikus. Faraday fedezte fel, hogy a változó mágneses tér feszültséget indukálhat a közeli vezetékben, és ezt Faraday Indukciós Törvényének nevezik. A toroidoknak van egy úgynevezett öninduktivitása is, amely egyfajta ellenállás. A toroid ellenáll vagy harcol a saját áramának változásain, függetlenül attól, hogy nagyobbá vagy kisebbé teszi-e. Az öninduktivitás erőssége a toroid tekercsek számától és az AC forrástól függ.

A transzformátorok egy szolenoid párból készülnek, amelyek egy fémmag köré vannak tekerve, amely általában ferrit. A toroid transzformátorok két tekercsek, amelyek egy fém, például ferrit vagy szilícium acél köré vannak fonva alakú. A tekercseket vagy különböző területekre tekerjük, vagy egymás fölé helyezzük. Előnyösek az RF vagy rádiófrekvenciás transzformátoroknál, ahol az áramforrások feszültségének növelésére vagy csökkentésére, valamint az áramkör különböző részeinek elkülönítésére szolgálnak. Az RF transzformátorokat impedanciaillesztésre is használják, ami azt jelenti, hogy segítenek a különböző áramkörök bemeneti és kimeneti részeinek összekapcsolásában.

A toroidoknak vannak bizonyos hátrányai a szokásos mágnesszelepekkel szemben. Nehezebb tekerni és hangolni is. Azonban hatékonyabban képesek előállítani a szükséges induktivitásokat. A normál mágnesszelephez hasonló induktivitáshoz a toroid kevesebb fordulatot igényel, és kisebb méretű is lehet. További előny, hogy mivel a mágneses mező a belső oldalra korlátozódik, a toroidok és a toroidálisak transzformátorok elhelyezhetők más elektronikai alkatrészek közelében anélkül, hogy aggódnának a nem kívánt induktivitás miatt kölcsönhatások.

A toroidokat telekommunikációban, orvostechnikai eszközökben, hangszerekben, erősítőkben, előtétekben és egyebekben használják. A tokamak egy magfúziós eszköz, amely mágneses mezővel korlátozza a plazmát. A plazma olyan gáz, amely szabad elektronokat és ionokat tartalmaz, és csak magas hőmérsékleten jelenik meg. A plazma bezárása tokamakban toroid alkalmazásával történik.