Was ist eine Air Core-Induktivität?
In elektrischen Wechselstromkreisen ändert die Spannung die Polarität bis zu 60 Mal pro Sekunde, wobei jeder Anschluss von positiv nach negativ und wieder zurück wechselt. Normalerweise würden solche schnellen Spannungsänderungen Leistungsschwankungen hervorrufen. Ein Induktor ist eine Komponente, die als Reaktion auf elektrischen Strom, der durch einen gewickelten Draht fließt, ein elektromagnetisches Feld erzeugt. Die Stärke eines Induktors hängt von dem angelegten Strom, dem Kern des Induktors und der Anzahl der Windungen in der den Induktor bildenden Drahtspule ab. Eine Luftspule ist eine Drahtspule ohne festen Kern in der Spule.
Luft hat eine geringe elektrische Leitfähigkeit und erzeugt daher entgegen dem Stromfluss das schwächste aller Magnetfelder. Die Formel für die Induktivität eines einschichtigen Luftkerninduktors kann als d 2 n 2 / 18d + 40z ausgedrückt werden. D steht für den Durchmesser der Spule, n für die Anzahl der Windungen in der Spule und z für die Länge des Induktors. Alle Einheiten sind in Zoll angegeben. Die Induktivität wird in Mikrohenry oder μH gemessen.
Einer der größten Vorteile einer Luftspule ist der minimale Signalverlust, der bei höheren Magnetfeldstärken auftritt. Bei ferromagnetischen Kernen wie Eisen kann der Kern magnetisch gesättigt werden, wenn das Magnetfeld zu stark ist. Dies führt zu einem Induktivitätsverlust, ein Luftkerninduktor weist jedoch kein solches Problem auf. Eine Luftspule kann elektromagnetische Frequenzen bis zu 1 GHz übertragen. Ferromagnetische Kernspulen neigen jedoch dazu, Verluste zu erleiden, wenn die Frequenz 100 MHz überschreitet.
Luftkerninduktoren haben auch Nachteile: Der Hauptnachteil ist die Anzahl der Windungen in einer Spule, die erforderlich sind, um die gleiche Induktivität zu erzielen, die in einem Vollkerninduktor auftreten würde. Die geringe elektrische Leitfähigkeit der Luft führt zu einer geringen magnetischen Permeabilität und damit zu einer geringeren Induktivität. Sie nehmen auch elektromagnetische Störungen leichter auf und leiten sie weiter, da Luftspulen keine geschlossenen Magnetwege aufweisen.
Funksender verwenden am häufigsten Luftspulen, um die durch elektromagnetische Wellen verursachten harmonischen Schwingungen zu minimieren. HiFi-Stereolautsprecher enthalten sie auch, um sicherzustellen, dass nur minimale Klangverzerrungen auftreten. Kleinere Luftspulen sind auf Leiterplatten für elektronische Bauelemente zu sehen, da im Allgemeinen niedrige Spannungen und niedrige Ströme entlang dieser Pfade fließen.