Co to jest cewka toroidalna?

Elektrozawór to elektromagnes utworzony z drutu, który przewodzi prąd. Elektromagnesy mają pola magnetyczne wytworzone z prądów. Drut solenoidu jest często formowany w spiralę, a do środka często wkładany jest kawałek metalu, taki jak żelazo. Kiedy solenoid jest wygięty w kształt koła lub pączka, nazywa się to toroidem.

Toroid ma w sobie pole magnetyczne, które tworzy szereg koncentrycznych okręgów. Poza tym pole wynosi zero. Siła tego pola magnetycznego zależy od liczby cewek, jakie toroid ma na swoim ciele. Pole nie jest jednolite, ponieważ pole jest silniejsze przy wewnętrznej części pierścienia niż bliżej części zewnętrznej. Oznacza to, że jeśli r jest promieniem transformatora, pole magnetyczne zmniejsza się wraz ze wzrostem r.

Toroidy są cenne, ponieważ jak wszystkie solenoidy są cewkami indukcyjnymi. Cewki indukcyjne mogą indukować lub powodować powstawanie prądów w pobliskich cewkach. Zostały wynalezione w sierpniu 1831 roku przez angielskiego fizyka Michaela Faradaya. To Faraday odkrył, że zmieniające się pole magnetyczne może indukować napięcie w pobliskim przewodzie i nazywa się to prawem indukcji Faradaya. Toroidy mają również tak zwaną samoindukcyjność, która jest rodzajem oporu. Toroid opiera się lub walczy ze zmianami własnego prądu, niezależnie od tego, czy ma go powiększyć, czy zmniejszyć. Siła indukcyjności własnej zależy od liczby cewek toroidu i źródła prądu przemiennego.

Transformatory są wykonane z pary solenoidów owiniętych wokół metalowego rdzenia, którym zwykle jest ferryt. Transformatory toroidalne to dwie cewki owinięte wokół metalu, takiego jak ferryt lub stal krzemowa, o kształcie pączka. Cewki są owijane w różnych miejscach lub umieszczane jedna na drugiej. Są one preferowane w transformatorach RF lub częstotliwości radiowej, gdzie służą do zwiększania lub zmniejszania napięcia ze źródeł zasilania oraz do izolowania różnych części obwodu. Transformatory RF są również używane do dopasowywania impedancji, co oznacza, że ​​pomagają łączyć części wejściowe i wyjściowe różnych obwodów.

Toroidy mają pewne wady w stosunku do zwykłych solenoidów. Są trudniejsze do nakręcenia i dostrojenia. Są jednak bardziej wydajne w wytwarzaniu potrzebnych indukcyjności. Dla tej samej indukcyjności co zwykły solenoid, toroid wymaga mniejszej liczby obrotów i może być mniejszy. Kolejną zaletą jest to, że ponieważ pole magnetyczne jest ograniczone do wnętrza, toroidy i toroidy transformatory można umieszczać w pobliżu innych elementów elektronicznych bez obawy o niepożądaną indukcyjność interakcje.

Toroidy znajdują zastosowanie w telekomunikacji, urządzeniach medycznych, instrumentach muzycznych, wzmacniaczach, statecznikach i innych. Tokamak to urządzenie do syntezy jądrowej, które wykorzystuje pole magnetyczne do ograniczania plazmy. Plazma to gaz, który zawiera wolne elektrony i jony i pojawia się tylko w wysokich temperaturach. Uwięzienie plazmy w tokamaku odbywa się za pomocą toroidu.