ตัวเหนี่ยวนำ

ตัวเหนี่ยวนำหรืออินดักเตอร์เป็นอุปกรณ์พื้นฐานอีกตัวหนึ่งที่ถูกนำมาใช้งานในวงจรไฟฟ้าและวงจรอิเล็กทรอนิกส์อย่างแพร่หลายบทบาทสำคัญของตัวเหนี่ยวนำคือ ทำให้เกิดการพองตัวและการยุบตัวของสนามแม่เหล็กขึ้นมาเมื่อจ่ายแรงดันและกระแสให้สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นบนตัวเหนี่ยวนำนี้มีประโยชน์ต่อการนำไปใช้งานนำไปสร้างอุปกรณ์ไฟฟ้าและเครื่องใช้ไฟฟ้าได้ ตัวเหนี่ยวนำเป็นเส้นลวดตัวนำจำพวกทองแดงขดลวดเป็นวงเรียงกันหลายๆรอบลักษณะการพันเส้นลวดตัวนำแตกต่างกันทำให้ตัวเหนี่ยวนำแตกต่างกันเรียกว่าขดลวดหรือคอยล์การพันจำนวนรอบของตัวเหนี่ยวนำมีผลต่อความเหนี่ยวนำ(ค่าอินดักแตนซ์)ในตัวเหนี่ยวนำนั้นพันจำนวนรอบน้อยความเหนี่ยวนำน้อยพันจำนวนรอบมากความเหนี่ยวนำมาก จำนวนรอบยังมีผลต่อปริมาณสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นด้วยจำนวนรอบน้อยสนามแม่เหล็กเกิดน้อยจำนวนรอบมากสนามแม่เหล็กเกิดมากเมื่อนำเส้นลวดตัวนำมาพันเป็นขดจะส่งผลให้เส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นรอบเส้นลวดตัวนำเกิดการเสริมแรงกันเกิดเป็นสนามแม่เหล็กขึ้นและสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นมีความเข้มเพิ่มมากขึ้น

ความเข้มของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นอยู่กับส่วนประกอบต่างๆดังต่อไปนี้
1.จำนวนรอบของการพันเส้นลวดตัวนำพันรอบน้อยเกิดสนามแม่เหล็กน้อยพันรอบมากเกิดสนามแม่เหล็กมาก
2.ปริมาณการไหลของประแสผ่านเส้นลวดตัวนำกระแสไหลน้อยสนามแม่เหล็กเกดน้อยกระแสไหลมากสนามแม่เหล็กเกิดมาก
3.ชนิดของวัสดุที่ใช้ทำแกนแม่เหล็กไฟฟ้าแกนอากาศให้ความเข้มสนามแม่เหล็กแกนที่ทำมาจากสารเฟอร์โรแมกเนติกให้ความเข้มของสนามแม่เหล็กมาก
4.ขนาดของแกนที่นำมาใช้งานแกนขนาดเล็กให้สนามแม่เหล็กได้น้อยแกนขนาดใหญ่ให้สนามแม่เหล็กได้มาก

ชนิดของตัวเหนี่ยวนำแบ่งออกได้ ดังนี้
1.ตัวเหนี่ยวนำชนิดขดเดียว
ตัวเหนี่ยวนำชนิดขดเดียว เป็นตัวเหนี่ยวนำที่มีขดลวดพันไว้ขดเดียวมักเรียวกว่าโช้คหรือคอยล์ โครงสร้างประกอบด้วยเส้นลวดทองแดงอาบน้ำยาฉนวนพันเป็นขดลวดอยู่บนแกนการเรียกชื่อตัวเหนี่ยวนำประเภทนี้เรียกตามชื่อของแกนที่ทำเป็นฐานขดลวดแบ่งออกได้ดังต่อไปนี้

1.1ตัวเหนี่ยวนำอากาศ
ตัวเหนี่ยวนำแกนอากาศ เป็นตัวเหนี่ยวนำที่แกนหรือฐานรองทำมาจากวัสดุที่เป็นฉนวน เช่น คาร์บอน พลาสติก ไฟบอร์ และ PVCเป็นต้น หรืออาจพันลอยไว้โดยไม่มีอะไรรองรับตัวเหนี่ยวนำประเภทนี้นิยมนำไปใช้งานกับพวกความถี่สูงๆหรือความถี่วิทยุ(RF)จึงมักเรียกตัวเหนี่ยวนำประเภทนี้ว่า RFโช้คตัวเหนี่ยวนำแกนอากาศเป็นตัวเหนี่ยวนำที่มีค่าความเหนี่ยวนำต่ำเพราะแกนไม่สามารถช่วยเสริมค่าความเหนี่ยวนำได้การจะทำให้ค่าความเหนี่ยวนำเพิ่มขึ้นต้องใช้จำนวนรอบในการพันขดลวดเพิ่มขึ้น
1.2ตัวเหนี่ยวนำแกนผงเหล็ก
ตัวเหนี่ยวนำแกนผงเหล็กอัด เป็นตัวเหนี่ยวนำที่แกนหรือฐานรองรับเส้นลวดทำด้วยผงเหล็กชนิดอัดแน่นโดยนำผงเหล็กผสมกับกาวอัดแน่นเป็นแท่งช่วยลดการสูญเสียสัญญาณจากกระแสไหลวนลงได้สัญญาณส่งผ่านตัวเหนี่ยวนำแกนผงเหล็กอัดได้สูงขึ้นเกิดการสูญเสียสัญญาณภายในตัวเหนี่ยวนำลดลงใช้งานได้ดีในย่านความถี่สูงมีความเหนี่ยวนำสูงแต่มีขนาดเล็ก
1.3ตัวเหนี่ยวนำแกนเฟอร์ไรต์
ตัวเหนี่ยวนำแกนเฟอร์ไรต์ เป็นตัวเหนี่ยวนำที่แกนหรือฐานรองรับเส้นลวดทำด้วยเฟอร์ไรต์ส่วนผสมของเฟอร์ไรต์มีความแตกต่างกันหลายอย่าง เช่น แมกนีเซียมกับสังกะสี แมกนีเซียมกับแมงกานีส แมกนีเซียมกับทองแดง นิกเกิลกับสังกะสีและแมงกานีสกับสังกะสีเป็นต้นแต่ละชนิดของเฟอร์ไรต์ให้ความเข้มของค่าความเหนี่ยวนำแตกต่างกันข้อดีของตัวเหนี่ยวนำแกนเฟอร์ไรต์ คือ สามารถสร้างให้มีรูปร่างลักษณะต่างๆได้ใช้งานได้ดีทั้งความถี่ต่ำและความถี่สูง
1.4ตัวเหนี่ยวนำแกนทอรอยต์
ตัวเหนี่ยวนำแกนทอรอยต์ เป็นตัวเหนี่ยวนำที่แกนหรือฐานรองรับเส้นลวดทำด้วยผลเหล็กชนิดอัดแน่นหรือไฟอร์ไรต์โดยสร้างขึ้นเป็นรูปวงแหวนขดลวดถูกพันรอบแกนทอรอยต์โดยรอบ ข้อดีของการใช้กนทอรอยต์ คือ เส้นแรงแม่เหล็กจะไม่แพร่กระจายออกไปภายนอกและสนามแม่เหล็กจากภายนอกก็ไม่เข้ามารบกวนสามารถทำให้ตัวเหนี่ยวนำแบบนี้มีความเหนี่ยวนำสูงในขนาดที่สร้างได้เล็กลงนิยมนำไปใช้งานวงจรอิเล็กทรอนิกส์ความถี่สูงที่ต้องการหาค่าความเหนี่ยวนำสูงและมีสนามแม่เหล็กรบกวนต่ำ
1.5ตัวเหนี่ยวนำแกนเหล็ก
ตัวเหนี่ยวนำแกนเหล็กแผ่น เป็นตัวเหนี่ยวนำที่แกนหรือฐานรองรับเส้นลวดทำด้วยเหล็กแผ่นบางวางซ้อนกันเหล็กแผ่นบางแต่ละแผ่นเคลือบฉนวนไว้เพื่อช่วยลดการสูญเสียเนื่องจากกระแสะไหลวนและช่วยทำให้ค่าความเหนี่ยวนำเพิ่มขึ้น การใช้งานนิยมนำไปใช้งานในย่านความถี่ต่ำในย่านความถี่เสียว(AF)มักเรียกว่าAFโช้ค เช่น ใช้เป็นตัวกรองไฟแรงดันไฟสลับเป็นแรงดันไฟตรง เป็นต้น

2.ตัวเหนี่ยวนำชนิดหลายขด
ตัวเหนี่ยวนำชนิดหลายขด เป็นตัวเหนี่ยวนำที่มีขดลวดพันไว้บนแกนมากกว่าหนึ่งขด เช่น2ขด,3ขดและ4ขด ขดลวดทั้งหมดถูกแบ่งออกเป็น2ส่วนคือส่วนทางเข้าหรือขดอินพุตมันถูกเรียกว่าขดปฐมภูมิทำหน้าที่รับแรงดันไฟสลับที่ป้อนเข้ามาทำให้เกิดสนามแม่เหล็กพองตัวออกเมื่องดจ่ายแรงดันไฟสลับสนามแม่เหล็กจะยุบตัวลงเพื่อจ่ายผ่านสนามแม่เหล็กไปตัวผ่านขดลวดอีกส่วนหนึ่งของขดลวดคือส่วนทางออกหรือเอาต์พุตมักถูกเรียกว่าขดทุติยภูมิทำหน้าที่รับการชักนำของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจากปฐมภูมิในขณะที่สนามแม่เหล็กของขดลวดปฐมภูมิพองตัวออกเกิดสนามแม่เหล็กตัดผ่านขดลวดทุติยภูมิทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำค่าแรงดันที่เกิดขึ้นมาทางขดลวดทุติยภูมิมีค่าแรงดันเกิดขึ้นมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับจำนวนรอบของการพันขดลวดพันขดลวดรอบน้อยแรงดันเกิดน้อยพันขดลวดรอบมากแรงดันเกิดมากนำหลักการดังกล่าวนี้ไปใช้ในตัวแปลงแรงดันให้มากขึ้นหรือน้อยลง เรียกตัวเหนี่ยวนำชนิดเหนี่ยวนำขดนี้ว่าหมอแปลงไฟฟ้าหรือทรานสฟอร์เมอร์การเรียกชื่อหม้อแปลงไฟฟ้าจะเรียกชื่อตามชื่อของแกนที่เป็นฐานรองขดลวด แบ่งได้ดังนี้
2.1หม้อแปลงไฟฟ้าแกนอากาศ
หม้อแปลงไฟฟ้าแกนอากาศ เป็นหม้อแปลงที่ขดลวดทุกขดพันบนแกนหรือฐานรองทำมาจากวัสดุที่เป็นฉนวน เช่น พลาสติก ไฟเบอร์ และPVCเป็นต้น หรืออาจพันลอยไว้โดยไม่มีอะไรรองรับ ตัวเหนี่ยวนำประเภทนี้นิยมใช้งานกับย่านความถี่สูงเพราะมีค่าความเหนี่ยวนำต่ำ
2.2หม้อแปลงไฟฟ้าแกนเฟอร์ไรต์
หม้อแปลงไฟฟ้าแกนเฟอร์ไรต์ เป็นหม้อแปลงที่แกนหรือฐานรองรับเส้นลวดทำด้วยเฟอร์ไรต์ที่มีส่วนผสมแตกต่างกัน เช่น แมกนีเซียมกับสังกะสี แมกนีเซียมกับทองแดง แมกนีเซียมกับแมงกานีสและแมกนีเซียมกับสังกะสี เป็นต้น นิยมใช้งานในย่านความถี่สูง เช่น ภาครับวิทยุ(RF)ภาคกำหนดความถี่ปานกลาง(IF)และภาคกำเนิดความถี่(osc.)เป็นต้น
2.3หม้อแปลงไฟฟ้าแกนเหล็ก
หม้อแปลงไฟฟ้าแกนเหล็ก เป็นหม้อแปลงที่แกนหรือฐานรองรับเส้นลวดทำด้วยแผ่นเหล็กบางเคลือบฉนวนวางซ้อนกันมีผลให้เกิดค่าความเหนี่ยวนำที่มากขึ้นและช่วยลดการสูญเสียเนื่องจากกระแสไหลวนการใช้งานนิยมนำไปใช้กับย่านความถี่ต่ำพวกความถี่เสียงทำหน้าที่เป็นตัวแปลงระดับแรงดันโดยทำให้แรงดันเพิ่มขึ้นหรือลดลง

3.ชนิดของหม้อแปลงไฟฟ้าแกนเหล็ก
หม้อแปลงไฟฟ้าแกนเหล็ก เป็นหม้อแปลงที่ถูกพัฒนานำมาใช้งานอย่างแพร่หลายในหลายลักษณะของงานมีชื่อเรียกแตกต่างกันไปตามลักษณะการพันขดลวดในหม้อแปลงไฟฟ้าและตามลักษณะโครงสร้างของหม้อแปลงไฟฟ้าที่สร้างขึ้น แบ่งชนิดได้ดังนี้
3.1หม้อแปลงเพิ่มแรงดัน
หม้อแปลงเพิ่มแรงดัน เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าที่ทำหน้าที่เพิ่มแรงดันไฟสลับที่ด้านส่งออกเอาต์พุต หรือขดทุติยภูมิมีค่าแรงดันมากกว่าค่าแรงดันที่ป้อนเข้ามารูปแบบการพันขดลวดในหม้อแปลงไฟฟ้าชนิดนี้จำนวนรอบของขดลวดทางขดปฐมภูมิน้อยกว่าจำนวนรอบของขดลวดทางขดทุติยภูมิ
3.2หม้อแปลงลดแรงดัน
หม้อแปลงลดแรงดัน เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าที่ทำหนัาที่ลดแรงดันไฟสลับที่ส่งออกทางขดลวดทุติยภูมิมีค่าแรงดันน้อยกว่าค่าแรงดันท่ป้อนเข้ามารูปแบบการพันขดลวดในหม้อแปลงไฟฟ้าชนิดนี้จำนวนรอบของขดลวดทางขดปฐมภูมิมากกว่าจำนวนรอบของขดลวดทางขดทุติภูมิ
3.3หม้อแปลงกำลัง
หม้อแปลงกำลัง เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีลักษณะการพันขดลวดแบบหลายขดลวดรวมกันอยู่ในหม้อแปลงทางขดทุติภูมิมีทั้งขดเพิ่มแรงดันและขดลดแรงดัน
3.4หม้อแปลงออโต
หม้อแปลงออโต เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีลักษณะการพันขดลวดทุกขดอยู่บนแกนเดียวกันมีขดลวดพันออกมาใช้งานเพียวขดเดียวแยกชุดจ่ายแรงดันออกมาตามค่าที่ต้องการเป็นจุดมีจุดต่อร่วมจุดเดียวกันจุดใดเป็นจุดจ่ายแรงดันเข้าเรียกว่าขดปฐมภูมิจุดใดเป็นจุดจ่ายแรงดันออกเรียกว่า ขดทุติภูมิ
3.5หม้อแปลงทอรอยต์
หม้อแปลงทอรอยต์ เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าแกนเหล็กแผ่นบางเคลือบฉนวนวางซ้อนกันในรูปวงแหวน การพันขดลวดสามารถพันให้เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าลักษณะต่างๆ ได้ เช่น ชนิดลดแรงดัน ชนิดเพิ่มแรงดัน ชนิดกำลัง และชนิดออโต เป็นต้น ข้อดีของหม้อแปลงแบบนี้คือมีขนาดเล็กกะทัดรัดที่ให้ค่าความเหนี่ยวนำสูงมีการสูญเสียกำลังต่ำนิยมใช้งานอย่างแพร่หลาย

4.หน่วยความเหนี่ยวนำ
ค่าความเหนี่ยวนำ เป็นค่าที่แสดงถึงคุณสมบัติของตัวเหนี่ยวนำที่มีผลต่อกระแสและแรงดันที่เกิดขึ้นในตัวเหนี่ยวนำมีความสามารถในการทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าชักนำขึ้นมามากน้อยเพียงไรค่าความเหนี่ยวนำมีหน่วยมาตรฐานเป็นเฮนรี่ความหมายของความเหนี่ยวนำ1เฮนรี่คือค่ากระแสไหลเข้าไปในขดลวด1แอมป์ไหลเปลี่ยนในเวลา1วินาทีทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำด้านกลับ1โวลต์