Induktoren sind passive elektronische Bauteile, die normalerweise aus Drahtspulen bestehen. Wenn ein elektrischer Strom durch eine Drahtspule oder einen Induktor fließt, induziert er ein Magnetfeld um die Spule, das Energie speichert. Diese Energiespeicherfähigkeit wird Induktivität genannt und in Henry gemessen. Es gibt vier Haupttypen von Induktorschaltungen, und jede verhält sich auf einzigartige Weise, die sie in elektronischen Schaltungen nützlich macht.
Das Magnetfeld um einen Induktor speichert Energie. Wenn der Strom entfernt wird, wird die Energie von der Induktivität wieder aufgenommen, die einen momentanen Strom in der entgegengesetzten Richtung des ursprünglichen Stroms erzeugt. Dieser Strom reagiert mit anderen Komponenten im Induktorkreis. Zu den Komponenten der Induktorschaltung gehören Induktoren (L), Widerstände (R) und Kondensatoren (C). Eine RL-Induktorschaltung hat beispielsweise eine Induktivität und einen Widerstand darin.
Um Induktorschaltungen zu verstehen, müssen Sie verstehen, dass Kondensatoren Energie in Form einer auf ihren Platten platzierten elektrischen Ladung speichern. Die Fähigkeit eines Kondensators, Energie zu speichern, wird als Kapazität bezeichnet und in Farad gemessen. In einer Induktorschaltung speichern und entladen ein Kondensator und ein Induktor Energie gegensätzlich. Wenn sich das Magnetfeld um einen Induktor aufbaut, nimmt die Kondensatorladung ab. Das Umgekehrte gilt auch – wenn sich der Kondensator auflädt, nimmt das Magnetfeld der Induktivität ab.
Eine Widerstands-Induktivitäts-Parallelschaltung ist eine Trennschaltung für Transistoren, die als Verstärker verwendet werden. Bei hohen Frequenzen beginnt der Ausgang des Transistorverstärkers zu schwingen, da der Ausgangskondensator Energie speichert und abgibt. Eine parallel über den Verstärkerausgang geschaltete Widerstands-Induktivitäts-Schaltung verhindert, dass der Ausgang schwingt und das Signal verzerrt oder Komponenten zerstört. Dies wird erreicht, indem Energie absorbiert wird, wenn sich der Kondensator entlädt, und die Energie entlädt, wenn sich der Kondensator auflädt, wodurch der Transistor effektiv vom sich verschiebenden Kondensatorstrom isoliert bleibt.
Die Induktorschaltung des RL-Filters platziert einen Induktor und einen Widerstand in Reihe – der Strom fließt durch einen, dann durch den anderen. Diese Schaltungsnocke wird auch als Tiefpass- oder Hochpassfilter bezeichnet, je nachdem, wie die Ausgabe daraus entnommen wird. Die Hochpassfilteranwendung verwendet die Induktorleitungen als Ausgang, wodurch hohe Frequenzen durchgelassen werden, aber keine niedrigen Frequenzen. Nimmt man den Ausgang über den Widerstand, wird die Schaltung als Tiefpassfilter verwendet, der niedrige Frequenzen durchlässt und hohe Frequenzen blockiert.
Durch das parallele oder in Reihe geschaltete Induktor mit einem Kondensator entsteht ein Resonanzkreis oder ein abgestimmter Induktorkreis. Die beiden Komponenten speichern und geben Energie gegenläufig ab – während eine Komponente auflädt, entlädt sich die andere. Die LC-Induktivitätsschaltung ist ein selektiver Filter, und die Resonanzfrequenz – die Frequenz, bei der sich beide Komponenten gleichermaßen aufladen und entladen – der Schaltung wählt die spezifische Signalfrequenz aus, die sie passieren lässt. Dieses Prinzip war die Grundlage für frühe Kristallradios, die auf einer Drahtspule und der Kapazität des Antennendrahts in der Luft beruhten, um verschiedene Radiosender einzustellen.
Eine einfache RLC-Induktorschaltung bringt die drei Komponenten in Reihe miteinander. Diese Schaltung verhält sich ähnlich wie eine LC-Reihenschaltung, da sie eine Resonanzfrequenz hat. Im Gegensatz zur LC-Schaltung verliert die serielle RLC-Schaltung jedoch schnell die Stromschwingung zwischen Kondensator und Induktivität, weil der Widerstand dem Stromfluss „widersteht“. Andere RLC-Induktorschaltungen platzieren die Komponenten in verschiedenen Kombinationen von Parallel- und Reihenschaltungen.