Hvad er induktiv kobling?
Induktiv kobling henviser til det fænomen, der eksisterer, når et magnetfelt skabt af en elektrisk strøm inducerer en effekt på noget andet. Når dette sker, bliver de to gensidigt reaktive eller koblet af magnetfeltets induktive effekter. For eksempel, når en elektrisk strøm passerer gennem en ledning, kan det oprettede elektromagnetiske felt inducere en elektrisk strøm i en anden ledning, hvilket får de to til at kobles induktivt. Principperne og virkningerne af induktiv kobling finder anvendelse i apparater som transformatorer og elektriske motorer.
Virkningerne af induktiv kobling kan bruges på en af tre primære måder. For det første kan det inducerende felt skabe en specifikt ønsket elektrisk strøm, såsom i transformere. For det andet kan det inducerende felt skabe en specifikt ønsket mekanisk effekt, såsom i elektriske motorer. Endelig kan det inducerende felt skabe en resonans, som i sig selv kan skabe specifikt ønskede elektriske strømme, såsom i radio transmission og modtagelse og opladningsanordninger uden kontakt.
I transformatorer leder en elektrisk strøm gennem en ledning viklet omkring en kerne af en eller anden type, kaldet den primære vikling. Denne ledning placeres med vilje i nærheden af en anden ledning, der vikles omkring den samme kerne, kaldet den sekundære vikling. Det elektromagnetiske felt, der skabes ved at føre strøm gennem den primære vikling, inducerer derefter en elektrisk strøm i den sekundære vikling.
Hvis de to viklinger har det samme antal omdrejninger omkring kernen, tillader det den primære vikling at give en nøjagtig kopi af dens elektriske strøm til den sekundære vikling. Disse typer transformere kaldes typisk isolationstransformatorer. Gennem induktion tillader de to kredsløb at være elektrisk forbundet eller koblet uden faktisk at komme i direkte fysisk kontakt, som fysisk isolerer de to kredsløb fra hinanden.
Når de primære og sekundære viklinger ikke har samme antal drejninger omkring kernen, forårsager den induktive kobling en anden effekt. Det elektromagnetiske felt, der oprettes af den primære vikling, vil inducere en strøm, der er proportional i værdien med forskellen mellem de to viklinger. For eksempel, hvis den primære vikling er 10 omdrejninger rundt om kernen, og den sekundære vikling er 20 omdrejninger rundt om kernen, vil den inducerede strøm i den sekundære vikling være dobbelt så høj som spændingen for den strøm, der passerer gennem den primære vikling.
En elektrisk motor bruger et andet aspekt af det elektromagnetiske felt. I en simpel motor vikles en ledning omkring en rotor, der danner motorens roterende aksel. Når en elektrisk strøm ledes gennem ledningen, skaber det et elektromagnetisk felt. Dette felt inducerer derefter en mekanisk kraft ved at skubbe væk fra og trække mod magneter monteret omkring rotoren, afhængigt af magnetfeltens polaritet.
Resonansanordninger fungerer dog på en måde, der ligner transformere uden de parrede viklinger. I disse enheder oprettes et stående elektromagnetisk felt. Når dette felt støder på en antenne, får virkningen af induktiv kobling antennen til at resonere, hvilket igen inducerer en elektrisk strøm på dens fødepunkt. I tilfælde af en radio forstærkes og høres den inducerede strøm over radioen. I en opladningsenhed påføres den inducerede strøm direkte på et batteris terminaler for at genoplade det.