איך עובד שנאי טורואידלי?

השנאי הוא אחד המכשירים החשמליים הבסיסיים ביותר שיש, ויש לו יישומים בכל ענפי החשמל והאלקטרוניקה. שנאי "הופך" את המתח במעגל באמצעות הגדלתו או הדחקתו. כמעט כל מכשיר אלקטרוני בו אתה משתמש מדי יום זקוק לשנאי שיוריד את מתח השקע למצב יעיל יותר למעגלים עדינים.

טורוס הוא צורה שנוצרת כאשר גוף מוצק מתעקל לעצמו ויוצר לולאה סגורה עם חור באמצע. כדי להגדיר טורואיד, חשבו סופגנייה: שנאי טורואידלי הוא שנאי בצורת סופגנייה. זו לא הצורה היחידה ששנאי יכול לקבל, אך היא זו המועדפת ברוב תעשיות האלקטרוניקה ועל ידי יצרני ציוד קול. שנאי טורואידי יכול להיות קטן מאוד מבלי לאבד את יעילותו, והוא יוצר הפרעות מגנטיות פחות מהסוג הנפוץ האחר של שנאי, E-I או שנאי למינציה.

הפיזיקאי מייקל פאראדיי גילה את האינדוקציה בשנת 1831 כאשר ציין כי העברת מגנט דרך חוט מוליך המסולסל סביב סולנואיד גורם לזרם חשמלי במוליך. הוא מצא שעוצמת הזרם פרופורציונאלית למהירות התנועה של המגנט ולמספר סיבובי הסליל.

שנאי עושה שימוש במידתיות זו. עוטפים סליל אחד - הסליל הראשוני - סביב ליבה פרו-מגנטית ועוטפים חוט שני - הסליל המשני - סביב ליבה זהה או אחרת. כאשר הזרם דרך הסליל הראשוני משתנה כל הזמן כיוון, כמו שהוא בזרם זרם חילופין, זה גורם לשדה מגנטי בליבה, וזה בתורו גורם לזרם חשמלי בשנייה סליל.

כל עוד ערך השיא של הזרם נשאר זהה, גם ערך השיא של השדה המגנטי המושרה אינו משתנה. כלומר הזרם המושרה בסליל המשני גדל עם מספר הסיבובים. לפיכך, שנאי מספק דרך להגביר אות חשמלי, שהוא חיוני בתעשיית השמע. אתה יכול גם להשתמש בשנאי להפחתת המתח על ידי הפיכת מספר הסיבובים בסליל המשני למספר בסליל הראשי. זה העיקרון שמאחורי השנאים שאתה מחבר לקיר כדי להניע את הציוד האלקטרוני שלך.

שנאי E-I, או לרבד, מורכב מזוג סלילים העטופים סביב ליבות בודדות, ממוקמים קרוב זה לזה ואטומים בתוך מתחם. לעומת זאת, שנאי טורואידלי כולל ליבה טורואידית פרו-מגנטית אחת שסביבו מתפתלים הסלילים הראשוניים והמשניים. זה לא משנה אם החוטים נוגעים, והם מרובדים שכבות זה על גבי זה.

זרם זרם חילופין העובר דרך הסליל הראשוני ממריץ את הליבה, אשר בתורו ממריץ את הסליל המשני. שדות טורואידים קומפקטיים יותר מהשדות שנאי לרבד, ולכן יש פחות אנרגיה מגנטית שתפריע לרכיבי המעגל הרגישים. כאשר משתמשים בהם בציוד שמע, השנאים הטורואידיים מייצרים פחות זמזום ועיוותים מאשר אלה למינציה ומועדפים על ידי היצרנים.

מכיוון שמשרן טורואידי יעיל יותר, יצרנים יכולים להפוך שנאים טורואידיים לקטנים וקלים יותר מאלה של E-I. זה חשוב ליצרני מוצרי אלקטרוניקה ושמע, מכיוון שהשנאי הוא בדרך כלל הרכיב הגדול ביותר ברוב המעגלים. יעילותו הגבוהה יותר יוצרת יתרון נוסף עבור השנאי הטורואידלי. הוא פועל בטמפרטורות קרירות יותר מאשר שנאי E-I, ומפחית את הצורך במאווררים ובאסטרטגיות קירור אחרות בציוד רגיש.