インダクタは、電子機器の主要な受動部品の1つです。電子機器の基本的な受動部品は、抵抗、コンデンサ、インダクタです。インダクタは、両方とも電界を使用してエネルギーを蓄積し、両方とも2端子の受動部品であるため、コンデンサと密接に関連しています。ただし、コンデンサとインダクタの構造特性、制限、使用法は異なります。
インダクタは、磁場にエネルギーを蓄える2端子コンポーネントです。コイルまたはチョークとも呼ばれます。流れる電流の変化をブロックします。
インダクタは、コイル内の電圧（EMF）と電流の変化の比率であるインダクタンスの値によって特徴付けられます。インダクタンスの単位はヘンリーです。インダクタを流れる電流が毎秒1アンペアの速度で変化し、コイル内で1VのEMFが生成される場合、インダクタンスの値は1ヘンリーになります。
エレクトロニクスでは、ヘンリーの値を持つインダクタは、アプリケーションの観点から非常に高い値であるため、めったに使用されません。通常、ほとんどのアプリケーションでは、Milli Henry、Micro Henry、NanoHenryなどのはるかに低い値が使用されます。
| シンボル | 値 | ヘンリーとの関係 |
| mH | ミリヘンリー | 1/1000 |
| ええと | マイクロヘンリー | 1/1000000 |
| nH | ナノヘンリー | 1/1000000000 |
インダクタの記号を下の画像に示します-
シンボルはツイストワイヤーの表現であり、ワイヤーがコイルになるように構成されていることを意味します。
インダクタの構築
インダクタは、さらにコイルとして形成された絶縁銅線を使用して形成されます。コイルの形状やサイズはさまざまで、さまざまな種類の材料で包むこともできます。
インダクタのインダクタンスは、ワイヤの巻数、巻数間の間隔、巻数の層の数、コア材料のタイプ、透磁率、サイズ、形状などの複数の要因に大きく依存します。
理想インダクタと電子回路で使用される実際の実際のインダクタには大きな違いがあります。実際のインダクタにはインダクタンスがあるだけでなく、静電容量と抵抗もあります。密に巻かれたコイルは、コイルターン間に測定可能な量の浮遊容量を生成します。この追加の静電容量とワイヤ抵抗により、インダクタの高周波動作が変化します。
インダクタはほとんどすべての電子製品で使用されており、インダクタのDIYアプリケーションには次のものがあります。
- 金属探知機
- Arduino金属探知機
- FMトランスミッター
- 発振器
インダクタはどのように機能しますか？
さらに説明する前に、磁場と磁束という2つの用語の違いを理解することが重要です。
導体を流れる電流の間に、磁場が生成されます。これら2つのことは線形に比例します。したがって、電流が増加すると、磁場も増加します。この磁場は、SI単位のテスラ（T）で測定されます。さて、磁束とは何ですか？さて、それは指定された領域を通過する磁場の測定値または量です。磁束もSI規格の単位を持っています、それはウェーバーです。
したがって、現在のところ、インダクタを流れる電流によって生成されるインダクタの両端に磁場があります。
さらに理解するには、ファラデーのインダクタンスの法則を理解する必要があります。ファラデーのインダクタンスの法則に従って、生成されるEMFは磁束の変化率に比例します。
VL = N（dΦ/ dt）
ここで、Nは巻数、 Φは磁束量です。
インダクタの構築
1つの一般的な標準インダクタの構造と動作は、コア材料にしっかりと巻かれた銅線として示すことができます。下の画像では、銅線がコア材料に密着して巻かれているため、2端子パッシブインダクタになっています。
ワイヤに電流が流れると、導体に電磁界が発生し、磁束の変化率に応じて起電力またはEMFが発生します。したがって、磁束リンケージはNɸになります。
コア材料における巻きコイルインダクタのインダクタンスであると言われています
µN 2 A / L
ここで、Nはターン数です。
Aはコア材料の断面積です
Lはコイルの長さです
µは、一定のコア材料の透磁率です。
生成される逆起電力の式は次のとおりです。
Vemf（L）= -L（di / dt）
回路内で、スイッチを使用してインダクタに電圧源を印加した場合。このスイッチは、トランジスタ、MOSFET、またはインダクタに電圧源を提供するあらゆる種類の一般的なスイッチのようなものにすることができます。
回路には2つの状態があります。
スイッチが開いていると、インダクタに電流が流れなくなり、電流の変化率はゼロになります。したがって、EMFもゼロです。
スイッチが閉じると、電圧源からインダクタへの電流は、電流が最大定常状態値に達するまで上昇し始めます。このとき、インダクタを流れる電流は増加し、電流の変化率はインダクタンスの値に依存します。ファラデーの法則に従って、インダクタはDCが安定状態になるまで留まる逆起電力を生成します。定常状態の間、コイルに電流の変化はなく、電流は単にコイルを通過します。
この間、理想的なインダクタは抵抗がないため短絡として機能しますが、実際の状況では、コイルに流れる電流とコイルには静電容量だけでなく抵抗もあります。
もう一方の状態では、スイッチが再び閉じられると、インダクタ電流が急速に低下し、電流が変化してさらにEMFが生成されます。
インダクタの電流と電圧
上のグラフは、時定数でのスイッチ状態、インダクタ電流、誘導電圧を示しています。
インダクタを通る電力は、オーム電力の法則を使用して計算できます。ここで、P =電圧x電流です。したがって、このような場合、電圧は–L（di / dt）であり、電流はiです。したがって、インダクタの電力は、この式を使用して計算できます。
P L = L（di / dt）i
しかし、定常状態では、実際のインダクタは抵抗のように機能します。したがって、電力は次のように計算できます。
P = V 2 R
インダクタに蓄積されたエネルギーを計算することも可能です。インダクタは、磁場を使用してエネルギーを蓄積します。インダクタに蓄えられたエネルギーは、この式を使用して計算できます-
W（t）= Li 2（t）/ 2
構造とサイズの点で利用可能なインダクタにはさまざまなタイプがあります。構造的には空芯、フェライトコア、鉄心などでインダクタを形成でき、形状的にはドラムコアタイプ、チョークタイプ、トランスタイプなどさまざまなタイプのインダクタがあります。
インダクタの用途
インダクタは幅広い用途で使用されています。
- RF関連のアプリケーション。
- SMPSおよび電源。
- トランスフォーマーで。
- 突入電流を制限するサージプロテクタ。
- メカニカルリレーなどの内部。