Coil

Spoelen zijn passieve elektrische componenten, ze dienen als inductoren en smoorspoelen. Spoelen worden gedefinieerd als geleidende draad gevormd in een of meer windingen. Het materiaal, de opstelling en de diameter bepalen de basiseigenschappen van de spoel (bijvoorbeeld de inductantie). In de klassieke zin is de spoel een draad die om een ​​massief lichaam is gewikkeld. Indien dit kernlichaam niet bestaat en/of niet geleidend is, spreekt men van luchtspoelen in elektrische zin. Coils zijn er in verschillende vormen, ze kunnen ook rechtstreeks op een printplaat worden geïmplementeerd. De inductantie is afhankelijk van het aantal windingen in de spoel. Door magnetische koppeling en de ruimtelijke opstelling van de wikkelingen neemt de inductantie toe met het kwadraat van het aantal wikkelingen. De magnetische flux verandert met de stroom die er doorheen stroomt. Als een geleidende kern (bijvoorbeeld een ijzeren kern) in de spoel vastzit, verhoogt dit de inductantie. Deze spanning is zo gericht dat het de oorzaak (de stroom) tegengaat (regel van Lenz). De evenredigheidsfactor tussen de in de tijd variërende stroom door de geleider en de resulterende zelfinductiespanning wordt inductantie genoemd. Natuurlijk hebben spoelen ook elektrische weerstand en elektrische capaciteit. De toename in inductantie veroorzaakt door de spoelkern leidt tot een vermindering van het aantal windingen en/of lijnlengte en dus tot een vermindering van de elektrische weerstand van dit onderdeel, maar verzadigingsmagnetisatie treedt ook ergens op in een spoel met een kern . Als er een wisselstroom door een spoel met een ijzeren kern vloeit, ontstaan ​​er wervelstromen. Dit kan worden verminderd door de kern te vervangen door meerdere metalen schijven die van elkaar zijn geïsoleerd in plaats van één doorlopend stuk metaal. Aangezien in elke periode van de wisselstroom een ​​hysterese optreedt, aangezien de kern opnieuw moet worden gemagnetiseerd, treden elektrische verliezen op. Net als de verliezen als gevolg van wervelstromen, wordt dit effect ijzerverliezen genoemd. Bij hoogvermogencircuits moet rekening worden gehouden met het complexe inschakelgedrag van spoelen, zodat bijvoorbeeld geen zekeringen worden geactiveerd. De elementaire magneten in de ijzeren kern zijn uitgelijnd met de polen van de spoel. Echte spoelen met koperen kernen laten in AC-circuits het fenomeen zien dat de equivalente ohmse serieweerstand hoger is dan in DC-circuits. Redenen hiervoor zijn extra verliezen door ontwerp en materiaal (wervelstroom- en hystereseverliezen, etc.). Hierdoor verandert de fasering van de stroom, die door de koperweerstand anders zou zijn. Toepassingsgebieden voor spoelen: transformatoren, relais, elektromagneten, luidsprekers, microfoons, televisiebeeldbuizen, kwartsklokken, bobines, enz. Variabele spoelen worden variometers genoemd.