Wat is een ringkernspoel?

een solenoïde is een elektromagneet gevormd uit een draad die stroom voert. Elektromagneten hebben magnetische velden die worden gecreëerd door stromen. De draad van een solenoïde wordt vaak gevormd tot een spiraalvormige spoel en er wordt vaak een stuk metaal zoals ijzer in gestoken. Wanneer een solenoïde in de vorm van een cirkel of donut wordt gebogen, wordt dit een torus genoemd.

Een ringkern heeft een magnetisch veld in zichzelf dat een reeks concentrische cirkels vormt. Daarbuiten is het veld nul. De sterkte van dit magnetische veld hangt af van het aantal spoelen dat de torus op zijn lichaam heeft. Het veld is niet uniform, omdat het veld sterker is nabij het binnenste deel van de ring dan dichter bij het buitenste deel. Dit betekent dat als r de straal van de transformator is, het magnetische veld afneemt naarmate r groter wordt.

Ringkernen zijn waardevol omdat ze, zoals alle elektromagneten, inductoren zijn. Inductoren kunnen stromen induceren of veroorzaken in nabijgelegen spoelen. Ze werden in augustus 1831 uitgevonden door de Engelse natuurkundige Michael Faraday. Het was Faraday die ontdekte dat een veranderend magnetisch veld een spanning in een nabijgelegen draad kan induceren, en dit wordt de inductiewet van Faraday genoemd. Toroïden hebben ook wat bekend staat als zelfinductie, wat een soort weerstand is. De torus weerstaat of bestrijdt veranderingen in zijn eigen stroom, of het nu is om het groter of kleiner te maken. De sterkte van de zelfinductie hangt af van het aantal spoelen en de AC-bron van de ringkern.

Transformatoren zijn gemaakt van een paar solenoïden die om een ​​metalen kern zijn gewikkeld, meestal een ferriet. Ringkerntransformatoren zijn twee spoelen die rond een metaal zijn gewikkeld, zoals een ferriet- of siliciumstaal, dat donutvormig is. De spoelen zijn ofwel in verschillende gebieden gewikkeld of over elkaar heen geplaatst. Ze hebben de voorkeur voor RF- of radiofrequentietransformatoren, waar ze worden gebruikt om spanningen van stroombronnen te verhogen of te verlagen en om verschillende onderdelen in een circuit te isoleren. RF-transformatoren worden ook gebruikt voor impedantie-aanpassing, wat betekent dat ze helpen bij het verbinden van ingangs- en uitgangsdelen van verschillende circuits.

Toroïden hebben een aantal nadelen ten opzichte van reguliere elektromagneten. Ze zijn moeilijker op te winden en ook moeilijker af te stemmen. Ze zijn echter efficiënter in het produceren van de benodigde inductanties. Voor dezelfde inductantie als een gewone solenoïde, heeft een torus minder windingen nodig en kan deze kleiner worden gemaakt. Een ander voordeel is dat, aangezien het magnetische veld beperkt is tot de binnenkant, ringkern en ringkern transformatoren kunnen in de buurt van andere elektronische componenten worden geplaatst zonder zorgen over ongewenste inductieve interacties.

Ringkernen worden gebruikt in telecommunicatie, medische apparaten, muziekinstrumenten, versterkers, voorschakelapparaten en meer. Een tokamak is een kernfusie-apparaat dat een magnetisch veld gebruikt om plasma op te sluiten. Een plasma is een gas dat vrije elektronen en ionen bevat en alleen bij hoge temperaturen verschijnt. De opsluiting van het plasma in een tokamak gebeurt met behulp van een torus.