ตัวเหนี่ยวนำ หรือ โช้ค หรือ ขดลวด หรือ รีแอคเตอร์ คืออุปกรณ์เก็บพลังงานไฟฟ้าแบบพาสซีฟที่มีขั้วต่อสองขั้ว ออกแบบจากแกนที่หุ้มด้วยลวดฉนวน เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวเหนี่ยวนำ สนามแม่เหล็กของมันจะเก็บพลังงานนี้ไว้ ปริมาณพลังงานที่เก็บไว้โดยตัวเหนี่ยวนำเรียกว่า ค่าความเหนี่ยวนำ และหน่วยของมันคือ เฮนรี ซึ่งตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน โจเซฟ เฮนรี ตัวเหนี่ยวนำส่วนใหญ่ใช้ในวงจรประมวลผลสัญญาณและวงจรอนาล็อก มีตัวเหนี่ยวนำหลายประเภทที่ใช้ตามการใช้งาน เช่น แกนอากาศ แกนเหล็ก วงแหวน แบบปรับค่าได้ เป็นต้น บทความนี้จะกล่าวถึงภาพรวมของตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้ – การทำงานร่วมกับการใช้งานต่างๆ

ตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้คืออะไร?

ตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้ คือ ตัวเหนี่ยวนำหรือขดลวดที่มีค่าความเหนี่ยวนำ ประสิทธิผล สามารถปรับได้อย่างต่อเนื่อง ช่วงความถี่ของตัวเหนี่ยวนำชนิดนี้โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 10 μH – 100 μH และตัวเหนี่ยวนำที่มีจำหน่ายในปัจจุบันมีค่าตั้งแต่ 10 nH – 100 mH สัญลักษณ์ของตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้แสดงไว้ด้านล่าง

การก่อสร้าง

ตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้นั้นสร้างขึ้นโดยการพันลวดทองแดงรอบแกนทรงกระบอกกลวง ค่าความเหนี่ยวนำสามารถเปลี่ยนแปลงได้ง่ายๆ โดยการจัดวางและเคลื่อนย้ายแกนทองเหลืองหรือแกนวัสดุแม่เหล็ก หากใช้แกนเฟอร์ไรต์ ความเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำนี้จะเพิ่มขึ้นโดยการเลื่อนแกนวัสดุไปไว้ตรงกลางของขดลวด ในทางกลับกัน หากใช้แกนทองเหลือง ความเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำจะลดลงโดยการเลื่อนแกนวัสดุไปไว้ตรงกลางของขดลวด

หลักการทำงานของตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้คือ ผู้ใช้สามารถควบคุมค่าความเหนี่ยวนำได้โดยการเปลี่ยนตำแหน่งของแกนเฟอร์ไรต์ ดังนั้นค่าความเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้จึงสามารถปรับได้อย่างต่อเนื่อง เมื่อแกนเฟอร์ไรต์ถูกเลื่อนเข้าไปในขดลวดลึกขึ้น ค่าการซึมผ่านและความเหนี่ยวนำจะเพิ่มขึ้น ในทำนองเดียวกัน การเลื่อนแกนเฟอร์ไรต์ออกจากขดลวดจะลดค่าการซึมผ่านและความเหนี่ยวนำลง

ประเภทของตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้

ตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้แบ่งออกเป็นสองประเภท คือ ตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าด้วยแท่งโลหะ และตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้แบบมีจุดต่อ

ตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้แบบมีแท็ป

ตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้ที่มีจุดต่อไฟฟ้า คือขดลวดที่มีจุดต่อไฟฟ้าหลายจุด ตัวเหนี่ยวนำชนิดนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยขดลวดที่มีจำนวนรอบมาก ขดลวดเหล่านี้พันอยู่บนแกนแม่เหล็กโดยมีจุดต่อไฟฟ้าจำนวนหนึ่งตามต้องการ จุดต่อไฟฟ้าในที่นี้คือลวดตัวนำที่ต่อออกมาจากขดลวดในระยะที่กำหนด ซึ่งทำให้สามารถปรับค่าความเหนี่ยวนำร่วมได้หลายค่าในตัวเหนี่ยวนำเดียวกัน

ตัวเหนี่ยวนำแบบปรับจูนสลัก

ตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้ที่มีแกนเฟอร์ไรต์ที่สามารถปรับเปลี่ยนได้ เรียกว่า ตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าด้วยแกนเฟอร์ไรต์ (slug-tuned inductor) ค่าความเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำนี้จะเพิ่มขึ้นหรือลดลงตามการเลื่อนแกนเฟอร์ไรต์เข้าหรือออกจากขดลวด โครงสร้างของตัวเหนี่ยวนำนี้เหมือนกับตัวเหนี่ยวนำแบบแกนเฟอร์ไรต์คงที่ ยกเว้นเพียงแต่ว่าแกนเฟอร์ไรต์สามารถปรับเปลี่ยนได้

เมื่อแท่งโลหะถูกเลื่อนเข้าไปในขดลวด ค่าความเหนี่ยวนำจะเพิ่มขึ้น และความถี่เรโซแนนซ์ของวงจรปรับจูนจะลดลง เมื่อแท่งโลหะถูกเลื่อนออกจากขดลวด ค่าความเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำนี้จะลดลง และความถี่เรโซแนนซ์ของวงจรปรับจูนจะเพิ่มขึ้น ค่าความเหนี่ยวนำสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยใช้แกนที่เคลื่อนที่ได้ ซึ่งสามารถเลื่อนขึ้น/ลงได้ด้วยไขควง

วงจรตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้

วงจรตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้แสดงไว้ด้านล่าง วัตถุประสงค์หลักของวงจรนี้คือ เพื่อศึกษาผลของสภาพซึมผ่านของแม่เหล็กต่อค่าความเหนี่ยวนำ และเพื่อสังเกตว่าค่าความต้านทานเชิงเหนี่ยวนำควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับอย่างไร

ส่วนประกอบที่จำเป็นในการสร้างวงจรนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยท่อกระดาษ แท่งเหล็กหรือแท่งโลหะ ลวดแม่เหล็กขนาด 28 เกจ แหล่งจ่ายไฟกระแสสลับแรงดันต่ำ และหลอดไฟไส้ต่อวงจรโดยใช้ส่วนประกอบเหล่านี้ตามแผนผังวงจรที่แสดงด้านล่าง

ขั้นแรก นำหลอดกระดาษมาพันลวดแม่เหล็กหลายร้อยรอบเพื่อสร้างตัวเหนี่ยวนำแบบทำเอง จากนั้น นำตัวเหนี่ยวนำนี้ไปต่อกับแหล่งจ่ายไฟ AC และหลอดไฟไส้ในแบบอนุกรมเพื่อสร้างวงจร เมื่อหลอดกระดาษว่างเปล่า หลอดไฟไส้จะสว่างมาก เมื่อวางแท่งเหล็กไว้ในหลอดกระดาษ ความสว่างของหลอดไฟไส้จะลดลงเนื่องจากค่าความเหนี่ยวนำ (L) เพิ่มขึ้น ดังนั้นค่าความต้านทานเชิงเหนี่ยวนำ (XL) จะเพิ่มขึ้น

เมื่อเราใช้แท่งวัสดุที่แตกต่างกัน เช่น สแตนเลสหรือทองแดง ผลลัพธ์ที่ได้จะไม่เหมือนกัน เนื่องจากค่าการซึมผ่านของแม่เหล็กแตกต่างกัน

ลักษณะเฉพาะ

คุณลักษณะของตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้มีดังต่อไปนี้

• ค่าความเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำนี้สามารถปรับได้อย่างต่อเนื่อง
• ตัวเหนี่ยวนำเหล่านี้สามารถจำแนกได้จากลักษณะต่างๆ ลักษณะแรกคือ ชนิดของแกนที่พันรอบ ลักษณะที่สองคือ รูปร่างของตัวเหนี่ยวนำ โดยที่ขดลวดถูกพันไว้ที่ไหน บางชนิดพันเป็นวงกลม แต่หลายชนิดมีรูปร่างทรงกระบอก
• คุณลักษณะสุดท้ายคือ ตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้นั้นเป็นแบบปรับค่าได้หรือแบบปรับได้
• ตัวเหนี่ยวนำเหล่านี้มีค่าคุณภาพสูง ความจุปรสิตต่ำ และคุณลักษณะความถี่สูง (HF) ที่โดดเด่น

การใช้งาน/การประยุกต์ใช้

การใช้งานหรือการประยุกต์ใช้ตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้นั้นมีดังต่อไปนี้

• ตัวเหนี่ยวนำประเภทนี้เหมาะสำหรับใช้งานในงานที่ต้องการการปรับจูน เช่น งานด้านวิทยุและงานที่ใช้ความถี่สูง
• ตัวเหนี่ยวนำเหล่านี้ใช้ในวงจรต่างๆ เช่น วงจรปรับจูน วงจรต่อพ่วง วงจร oscillator และวงจรจับเวลา
• ตัวเหนี่ยวนำประเภทนี้ยังถูกนำไปใช้ในงานที่ต้องการความละเอียดอ่อนสูง เนื่องจากตัวเหนี่ยวนำแบบคงที่อาจไม่สามารถจัดเรียงได้อย่างสมบูรณ์ในสภาวะดังกล่าว
• อุปกรณ์เหล่านี้ใช้ใน แผงควบคุมการปรับค่า ตัวประกอบกำลัง (PF) เพื่อปรับค่าความเหนี่ยวนำ
• เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้องกับระบบไฟฟ้า
• อุปกรณ์เหล่านี้ใช้ในงานด้านพลังงานที่มีวงจรเชื่อมต่อกัน
• ตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้ถูกนำมาใช้ในแอปพลิเคชันที่ใช้กำลังไฟปานกลาง และยังใช้ควบคุมกระแสเอาต์พุตของวงจรเรโซแนนซ์ความถี่สูง (HF) อีกด้วย
• อุปกรณ์เหล่านี้ใช้สำหรับควบคุมบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์และไฟ LED
• อุปกรณ์เหล่านี้ใช้ในด้านโทรคมนาคมเพื่อควบคุมอิมพีแดนซ์ของวงจร เพื่อให้สามารถควบคุมวงจรความถี่วิทยุแบบหลายย่านความถี่ได้

ดังนั้น นี่คือภาพรวมของตัวเหนี่ยวนำแบบปรับค่าได้ – วงจร การทำงานประเภท และคุณลักษณะ พร้อมการใช้งาน ตัวเหนี่ยวนำนี้สามารถเปลี่ยนแปลงค่าความเหนี่ยวนำของตัวเองได้ มีความน่าเชื่อถือสูงมาก จึงนิยมใช้ในงานด้านคลื่นความถี่วิทยุ (RF) เป็นหลัก