מהו סליל טורואיד?

סולנואיד הוא אלקטרומגנט שנוצר מחוט הנושא זרם. לאלקטרומגנטים שדות מגנטיים הנוצרים מזרמים. חוט סולנואיד נוצר לעיתים קרובות לסליל סלילי, ולעתים קרובות מוכנס פנימה פיסת מתכת כמו ברזל. כאשר סולנואיד מכופף לצורת מעגל או סופגנייה, הוא נקרא טורואיד.

לטורואיד יש שדה מגנטי בתוכו המהווה סדרה של מעגלים קונצנטריים. מחוצה לו השדה הוא אפס. כוחו של שדה מגנטי זה תלוי במספר הסלילים שיש לגוף הטורואיד. השדה אינו אחיד מכיוון שהשדה חזק יותר בחלק הפנימי של הטבעת מאשר קרוב יותר לחלק החיצוני. משמעות הדבר היא שאם r הוא רדיוס השנאי, השדה המגנטי פוחת ככל ש- r גדל.

לטורואידים יש ערך מכיוון שכמו כל הסולנואידים, הם משרנים. משרנים יכולים לגרום או לגרום ליצירת זרמים בסלילים הסמוכים. הם הומצאו באוגוסט 1831 על ידי הפיזיקאי האנגלי מייקל פאראדיי. פאראדיי היה זה שגילה ששדה מגנטי משתנה יכול לגרום למתח בחוט סמוך, וזה נקרא חוק ההשראה של פאראדיי. לטורואידים יש גם מה שמכונה השראות עצמית, שזה סוג של התנגדות. הטורואיד מתנגד או נלחם בשינויים בזרם שלו, בין אם הוא מגדיל או קטן יותר. חוזק ההשראות העצמיות תלוי במספר הסלילים של טורואיד ומקור AC.

רובוטריקים עשויים מצמד סולנואידים העטופים סביב ליבת מתכת שהיא בדרך כלל פריט. שנאים טורואידאליים הם שני סלילים העוטפים מתכת, כמו פריט או פלדת סיליקון, שצורתם סופגנייה. הסלילים נעטפים באזורים שונים או מונחים אחד על השני. הם מועדפים עבור שנאי תדר RF או רדיו, כאשר הם משמשים להגברת או להפחתת מתח ממקורות חשמל, ובידוד חלקים שונים במעגל. שנאי RF משמשים גם להתאמת עכבה, מה שאומר שהם עוזרים לחבר חלקי קלט ופלט של מעגלים שונים.

לטורואידים יש כמה חסרונות ביחס לסולנואידים רגילים. הם קשים יותר לרוח וגם לכוונן. עם זאת, הם יעילים יותר בייצור השראות נדרשות. עבור אותו השראות כמו סולנואיד רגיל, טורואיד דורש פחות סיבובים, וניתן להקטין אותו בגודלו. יתרון נוסף הוא שמכיוון שהשדה המגנטי מוגבל מבפנים, טורואידים וטורואידים ניתן למקם שנאים ליד רכיבים אלקטרוניים אחרים מבלי לדאוג לגבי אינדוקציה לא רצויה אינטראקציות.

משתמשים בטורואידים בטלקומוניקציה, מכשירים רפואיים, כלי נגינה, מגברים, נטלים ועוד. טוקמאק הוא מכשיר היתוך גרעיני המשתמש בשדה מגנטי כדי להגביל פלזמה. פלזמה היא גז המכיל אלקטרונים ויונים חופשיים, ומופיע רק בטמפרטורות גבוהות. הכליאה של הפלזמה בטוקמאק נעשית באמצעות טורואיד.