प्रेरक (इंडक्टर)

For inductors whose magnetic properties rather than electrical properties matter, see electromagnet.

Inductor

A selection of low-value inductors
प्रकार	Passive
Working principle	Electromagnetic induction
First production	Michael Faraday (1831)
Electronic symbol

प्रेरक, जिसे कुंडली, चोक या रिएक्टर भी कहा जाता है, एक निष्क्रिय दो-टर्मिनल विद्युत घटक है जो विद्युत धारा के प्रवाह के दौरान चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा को संग्रहीत करता है। प्रेरक में सामान्यतः विद्युत चुम्बकीय कुंडली में एक विद्युतरोधी तार कुंडलित होता है।

जब कुंडली के माध्यम से प्रवाहित धारा बदलती है, तो समय परिवर्ती चुंबकीय क्षेत्र चालक में एक विद्युत वाहक बल (e.m.f) (विभव) को प्रेरित करता है, जिसे फैराडे के प्रेरण के नियम द्वारा वर्णित किया गया है। लेन्ज़ के नियम के अनुसार (Lenz's law), प्रेरित विभव में एक ध्रुवता (दिशा) होती है जो इसे बनाने वाले विद्युत धारा में बदलाव का विरोध करती है। परिणामस्वरूप, प्रेरक उनके माध्यम से धारा में किसी भी बदलाव का विरोध करते हैं।

प्रेरक इसके प्रेरण द्वारा विशिष्ट है, जो धारा के परिवर्तन की दर तथा विभव का अनुपात है। अंतर्राष्ट्रीय इकाई पद्धति (एसआई/SI) में, प्रेरण की इकाई हेनरी (H) है जिसका नाम 19 वीं सदी के अमेरिकी वैज्ञानिक जोसेफ हेनरी के नाम पर रखा गया है।

चुंबकीय परिपथों के मापन में यह वेबर/एम्पीयर के बराबर होता है। प्रेरक में ऐसे मूल्य होते हैं सामान्यतः 1 μH (10⁻⁶ H) से लेकर 20 H तक होते हैं। कई प्रेरक में कुंडली के अंदर लोहे या फेराइट (चुंबक) से बना एक चुंबकीय कोर होता है, जो चुंबकीय क्षेत्र और इस तरह प्रेरण को बढ़ाने का काम करता है। संधारित्र और प्रतिरोधों के साथ, प्रेरक तीन निष्क्रिय रैखिक परिपथ तत्वों में से एक हैं जो विद्युत परिपथ बनाते हैं। प्रेरक का व्यापक रूप से प्रत्यावर्ती धरा (AC) विद्युत् उपकरण, विशेष रूप से रेडियो उपकरणों में वैकल्पिक रूप से उपयोग किया जाता है। इनका उपयोग DC को पास होते समय AC को ब्लॉक करने के लिए किया जाता है, इस उद्देश्य के लिए बनाए गए प्रेरक को चोक (इलेक्ट्रॉनिक्स) कहा जाता है। उनका उपयोग विद्युत फिल्टर में विभिन्न आवृत्तियों के संकेतों को अलग करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक फिल्टर में भी उपयोग किए जाते हैं, और संधारित्र के संयोजन में समायोजित किए गए परिपथ बनाने के लिए, रेडियो और टीवी अभिग्राही (रिसीवर) को समायोजित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

प्रेरक शब्द हेनरिक डैनियल रुहमकोर्फ से आया हुआ प्रतीत होता है, जिन्होंने 1851 में आविष्कार किए गए प्रसिद्ध प्रेरण कुंडली को एक विप्रेरित्र (इंडक्टोरियम) कहा।

विवरण

एक विद्युत चालक के माध्यम से बहने वाली विद्युत धारा उसके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है। किसी दिए गए धारा $I$ द्वारा उत्पन्न चुंबकीय फ्लक्स संयोजन $\Phi _{\mathbf {B} }$ परिपथ के ज्यामितीय आकार पर निर्भर करता है। उनका अनुपात प्रेरण $L$ को परिभाषित करता है। अत:

$L:={\frac {\Phi _{\mathbf {B} }}{I}}$

एक परिपथ का प्रेरण धारा पथ की ज्यामिति के साथ-साथ आस-पास की सामग्री की चुंबकशीलता पर निर्भर करता है। प्रेरक एक घटक होता है जिसमें एक तार या अन्य चालक होता है जो परिपथ के माध्यम से चुंबकीय फ्लक्स को बढ़ाता है, जो सामान्यतः एक कुंडली या हेलिक्स के आकार में, दो टर्मिनल (इलेक्ट्रॉनिक्स) के साथ होता है। तार को कुंडली में लपेटन से परिपथ में चुंबकीय फ्लक्स रेखाओं की संख्या बढ़ जाती है, जिससे क्षेत्र और इस प्रकार प्रेरण बढ़ जाता है। जितना अधिक कुंडल, उतना ही अधिक प्रेरण। प्रेरण भी कुंडली के आकार, कुंडलो के अलग होने और कई अन्य कारकों पर निर्भर करता है। कुंडली के अंदर लौह जैसे लौहचुंबकीय पदार्थ से बना "चुंबकीय कोर" जोड़कर, कुंडल से चुंबकीय क्षेत्र सामग्री में चुंबकत्व को प्रेरित करेगा, चुंबकीय फ्लक्स में वृद्धि करेगा। लौहचुंबकीय कोर की उच्च पारगम्यता एक कुंडली के प्रेरण को कई हजार गुना बढ़ा सकती है।

संवैधानिक समीकरण

प्रेरक के माध्यम से धारा में कोई भी परिवर्तन फ्लक्स में परिवर्तन उत्पन्न करता है, जो प्रेरक एक सिरे से दूसरे सिरे तक विभव उत्पन्न करता है। फैराडे के प्रेरण के नियम द्वारा, परिपथ के माध्यम से चुंबकीय फ्लक्स में किसी भी परिवर्तन से प्रेरित विभव ${\mathcal {E}}$ द्वारा निरुपित किया जाता है

${\mathcal {E}}=-{\frac {d\Phi _{\mathbf {B} }}{dt}}.$

उपरोक्त L की परिभाषा के अनुसार समीकरण पुनः निम्न प्रकार से दिया जा सकता है

$\Phi _{\mathbf {B} }=LI.$

यह इस प्रकार है कि

${\mathcal {E}}=-{\frac {d\Phi _{\mathbf {B} }}{dt}}=-{\frac {d}{dt}}(LI)=-L{\frac {dI}{dt}}.$

L के लिए समय, धारा और चुंबकीय प्रवाह संयोजन से स्वतंत्र।

तो प्रेरण भी धारा परिवर्तन की एक निश्चित दर के लिए उत्पन्न विद्युत वाहक बल (विभव) की मात्रा की माप है। उदाहरण के लिए, 1 हेनरी के प्रेरण के साथ प्रेरक 1 वोल्ट का EMF उत्पन्न करता है, जब प्रेरक के माध्यम से धारा में 1 एम्पीयर प्रति सेकंड की दर से परिवर्तन होता है। इसे सामान्यतः प्रेरक का संवैधानिक संबंध (समीकरण परिभाषित करने वाला) माना जाता है।

प्रेरक का द्वैत संधारित्र होता है, जो चुंबकीय क्षेत्र के बजाय विद्युत क्षेत्र में ऊर्जा संग्रहीत करता है। इसका धारा-विभव संबंध प्रेरक समीकरणों में धारा और विभव को बदल कर L को धारिता C से प्रतिस्थापित किया जाता है।

लेनज़ का नियम

Main article: Lenz's Law

प्रेरित विभव की ध्रुवीयता (दिशा) लेनज़ के नियम द्वारा दी गई है, जिसमें कहा गया है कि प्रेरित विभव धारा में परिवर्तन का विरोध करने के लिए होता है। उदाहरण के लिए, यदि प्रेरक के माध्यम से धारा बढ़ रही है, तो प्रेरित विभव धारा के प्रवेश बिंदु पर धनात्माक होगा और निकास बिंदु पर ऋणात्मक होगा, जो अतिरिक्त धारा का विरोध करने के लिए प्रवृत्त होता है। इस संभावित ऊंचाई को दूर करने के लिए आवश्यक बाहरी परिपथ से ऊर्जा को प्रेरक के चुंबकीय क्षेत्र में संग्रहीत किया जाता है। यदि धारा घट रही है, तो प्रेरित विभव धारा के प्रवेश बिंदु पर ऋणात्मक होगा और निकास बिंदु पर धनात्माक होगा, धारा को बनाए रखने के लिए प्रवृत्त होता है। इस स्थिति में चुंबकीय क्षेत्र से ऊर्जा को परिपथ में वापस किया जाता है।

प्रेरक में संग्रहीत ऊर्जा

प्रेरक में धारा के परिवर्तन पर विभवान्तर क्यों प्रेरित होता है, इसकी एक सहज व्याख्या इस प्रकार है:

जब प्रेरक के माध्यम से धारा में परिवर्तन होता है तो चुंबकीय क्षेत्र की सामर्थ्य में परिवर्तन होता है। उदाहरण के लिए, यदि धारा में वृद्धि होती है, तो चुंबकीय क्षेत्र बढ़ता है। चुंबकीय क्षेत्र में स्थितिज ऊर्जा होती है, और क्षेत्र की सामर्थ्य बढ़ाने के लिए क्षेत्र में अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यह ऊर्जा विद्युत प्रवाह से प्रेरक के माध्यम से आती है। क्षेत्र की चुंबकीय स्थितिज ऊर्जा में वृद्धि कुंडलन (वाइंडिंग) के माध्यम से प्रवाहित होने वाले आवेशों की विद्युत स्थितिज ऊर्जा में एक संगत गिरावट द्वारा प्रदान की जाती है। जब तक धारा बढ़ती है, यह कुंडलन (वाइंडिंग) एक सिरे से दूसरे सिरे तक विभव पात के रूप में दिखाई देता है। जब धारा नहीं बढ़ती और स्थिर रहती है, तो चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा स्थिर रहती है और कोई अतिरिक्त ऊर्जा की आपूर्ति नहीं की जाती, इसलिए कुंडलन (वाइंडिंग) एक सिरे से दूसरे सिरे तक विभव पात समाप्त हो जाता है।

इसी तरह, यदि प्रेरक के माध्यम से धारा कम हो जाती है, तो चुंबकीय क्षेत्र की सामर्थ्य कम हो जाती है, और चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा कम हो जाती है। इस ऊर्जा को गतिमान आवेशों की विद्युत स्थितिज ऊर्जा में वृद्धि के रूप में परिपथ में वापस कर दिया जाता है, जिससे कुंडलन (वाइंडिंग) के आर-पार विभव बढ़ जाता है।

व्युत्पत्ति

प्रेरक के पास से गुजरने वाले आवेशों पर प्रति इकाई आवेश में किया गया कार्य $-{\mathcal {E}}$ है। ऋणात्मक चिन्ह दर्शाता है कि कार्य emf के विरुद्ध किया गया है, और emf द्वारा नहीं किया गया है। धारा $I$ प्रेरक के माध्यम से गुजरने वाले प्रति यूनिट समय का प्रभार है। इसलिए emf के विरुद्ध किए गए कार्य $W$ की दर, अर्थात धारा की ऊर्जा के परिवर्तन की दर, दी गई है

${\frac {dW}{dt}}=-{\mathcal {E}}I$

प्रेरक के लिए संवैधानिक समीकरण से, $-{\mathcal {E}}=L{\frac {dI}{dt}}$ अतः

${\frac {dW}{dt}}=L{\frac {dI}{dt}}\cdot I=LI\cdot {\frac {dI}{dt}}$

$dW=LI\cdot dI$

लौहचुंबकीय कोर प्रेरक में, जब चुंबकीय क्षेत्र उस स्तर पर पहुंच जाता है जिस पर कोर संतृप्त होता है, तो प्रेरण परिवर्तित होने लगता है, यह धारा $L(I)$ का एक फलन होगा। हानियों की उपेक्षा करते हुए, प्रेरक द्वारा संग्रहीत ऊर्जा $W$ जिसके माध्यम से धारा $I_{0}$ गुजरता है, प्रेरक के माध्यम से धारा को स्थापित करने के लिए आवश्यक कार्य की मात्रा के बराबर है।

यह निम्न द्वारा दिखाया जा सकता है: $W=\int _{0}^{I_{0}}L_{d}(I)\,I\,dI$ जहाँ $L_{d}(I)$ अवकल प्रेरण है और इसे परिभाषित किया गया है: $L_{d}={\frac {d\Phi _{\mathbf {B} }}{dI}}$। n संतृप्ति के नीचे वायु कोर प्रेरक या एक लौहचुंबकीय कोर प्रेरक, प्रेरण स्थिर है (और अवकल प्रेरण के बराबर), इसलिए संग्रहीत ऊर्जा निम्न है

${\begin{aligned}W&=L\int _{0}^{I_{0}}I\,dI\\W&={\frac {1}{2}}L{I_{0}}^{2}\end{aligned}}$

चुंबकीय कोर वाले प्रेरकों के लिए, उपरोक्त समीकरण केवल चुंबकीय फ्लक्स के रैखिक क्षेत्रों के लिए मान्य है, प्रेरक के संतृप्ति संतृप्ति स्तर से नीचे की धाराओं पर, जहां प्रेरण लगभग स्थिर है। जहां ऐसा नहीं है, वहां $L_{d}$ परिवर्ती के साथ अभिन्र रूप का उपयोग किया जाना चाहिए

विभव परिवर्तीण प्रतिघात - लघु और दीर्घकालिक सीमा

जब प्रेरक पर विभव प्राचीर लगाया जाता है, तो इसकी छोटी और दीर्घकालिक प्रतिघात की गणना करना आसान होता है:

• लघु-समय की सीमा में, चूंकि धारा असंतुलित रूप से नहीं बदल सकता है, इसलिए प्रारंभिक धारा शून्य है।

प्रेरक की लघु-समय तुल्यता एक खुला परिपथ है।

• लंबे समय की सीमा में, प्रेरक की क्षणिक प्रतिघात समाप्त हो जाएगी, प्रेरक के माध्यम से चुंबकीय फ्लक्स स्थिर हो जाता है, इसलिए प्रेरक के टर्मिनलों के बीच कोई विभवान्तर प्रेरित नहीं होता। इसलिए, प्रेरक की दीर्घकालीन तुल्यता एक तार (अर्थात एक लघु परिपथ) है।
• गणितीय विश्लेषण देने के लिए, हमें ध्यान देना चाहिए कि कोई भी कृयात्मक प्रेरक एक लघु प्रतिरोध R से जुड़ा होता है।

फिर, यदि प्रेरक L समय t = 0 पर विभव V की बैटरी से जुड़ा है, तो t> 0 के लिए परिपथ समीकरण $V=L{\dot {I}}+IR$ है। जिसका हल $I(t>0)=(V/R)(1-e^{-Rt/L})$ है, t = 0 पर सीमा के साथ और $\infty$ जैसा कि ऊपर दिए गए बुलेट में बताया गया है।

आदर्श और वास्तविक प्रेरक

संवैधानिक समीकरण एक आदर्श प्रेरक जिसका प्रेरण $L$ है, के व्यवहार बिना प्रतिरोध, धारिता या ऊर्जा अपव्यय के वर्णन करता है। व्यवहार में, प्रेरक इस सैद्धांतिक मॉडल का पालन नहीं करते हैं, तार के प्रतिरोध और कोर में ऊर्जा हानि के कारण वास्तविक प्रेरकों का मध्यम श्रेणी का प्रतिरोध होता है, और तार के कुण्डलों के बीच विद्युत विभव के कारण परप्रेरित धारिता होती है।

एक वास्तविक प्रेरक की धारिता प्रतिघात आवृत्ति के साथ बढ़ती है, और एक निश्चित आवृत्ति पर, प्रेरक स्व अनुनादी परिपथ के रूप में व्यवहार करता है। इस स्व-अनुनाद आवृत्ति के ऊपर, धारिता प्रतिघात प्रेरक के प्रतिबाधा का प्रमुख हिस्सा है। उच्च आवृत्तियों पर, उपरिस्तर प्रभाव और सान्निध्य प्रभाव के कारण कुंडलन (वाइंडिंग) में प्रतिरोधक हानि बढ़ जाती है।

लौहचुम्बकीय कोर वाले प्रेरक को शैथिल्य और कोर में भंवर धाराओं के कारण अतिरिक्त ऊर्जा हानि का अनुभव होता है, जो आवृत्ति के साथ बढ़ता है। उच्च धाराओं पर, चुंबकीय कोर प्रेरक भी कोर के चुंबकीय संतृप्ति के कारण अरैखिकता के कारण आदर्श व्यवहार से अचानक प्रस्थान दिखाते हैं।

प्रेरक आसपास के स्थान में विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा को विकीर्ण करते हैं और अन्य परिपथों से विद्युत चुम्बकीय उत्सर्जन को अवशोषित कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप स्थितिज विद्युत चुम्बकीय व्यतिकरण होता है।

एक प्रारंभिक ठोस अवस्था विद्युत स्विचिंग और प्रवर्धक उपकरण जिसे संतृप्त रिएक्टर कहा जाता है, कोर के माध्यम से धारा के आगमनात्मक हस्तांतरण को रोकने के साधन के रूप में कोर की संतृप्ति का शोषण करता है।

Q कारक

कुंडलित प्रतिरोध, प्रेरक के साथ श्रृंखला में एक प्रतिरोध के रूप में प्रकट होता है; इसे DCR (DC प्रतिरोध) कहते हैं। यह प्रतिरोध प्रतिक्रियाशील ऊर्जा में से कुछ को नष्ट कर देता है। प्रेरक का गुणवत्ता कारक (या Q) एक दी गई आवृत्ति पर उसके प्रतिरोध के लिए उसके प्रेरक प्रतिक्रिया का अनुपात है, और इसकी दक्षता का एक उपाय है। प्रेरक का Q कारक जितना अधिक होता है, वह एक आदर्श प्रेरक के व्यवहार के उतना ही समीप होता है। रेडियो प्रेषित्र (ट्रांसमीटर) और गृहीता (रिसीवर) में अनुनाद परिपथ बनाने के लिए संधारित्र के साथ उच्च Q प्रेरक का उपयोग किया जाता है। Q जितना अधिक होगा, अनुनाद परिपथ की बैंडविड्थ उतनी ही कम होगी।

प्रेरक के Q कारक के रूप में परिभाषित किया गया है

$Q={\frac {\omega L}{R}}$

जहां $L$ प्रेरण है, $R$ DC प्रतिरोध है, और उत्पाद $\omega L$ प्रेरण प्रतिघात है।

यदि L और R स्थिर हैं, Q आवृत्ति के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है। हालांकि वे कम आवृत्तियों पर स्थिर होते हैं, पैरामीटर आवृत्ति के साथ भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, उपरिस्तर प्रभाव, सान्निध्य प्रभाव, और कोर हानि आवृत्ति के साथ R को बढ़ाते हैं, कुंडलित धारिता और आवृत्ति के साथ पारगम्यता में भिन्नता L को प्रभावित करती है।

कम आवृत्तियों पर और सीमा के भीतर, कुंडलो की संख्या बढ़ने से N, Q में सुधार करता है क्योंकि L, N² के रूप में बदलता है जबकि R, N के साथ रैखिक रूप से भिन्न होता है। इसी तरह प्रेरक की त्रिज्या r में वृद्धि (या बढ़ जाती है) Q क्योंकि L, r² के साथ बदलता है जबकि R रैखिक रूप से बदलता है R के साथ इसलिए उच्च Q वायु कोर प्रेरक में अक्सर बृहद् व्यास और कई मोड़ होते हैं। उन दोनों उदाहरणों में यह माना जाता है कि तार का व्यास समान रहता है, इसलिए दोनों उदाहरण आनुपातिक रूप से अधिक तार का उपयोग करते हैं। यदि तार के कुल द्रव्यमान को स्थिर रखा जाता है, तो फेरों की संख्या या फेरों की त्रिज्या बढ़ाने का कोई लाभ नहीं होगा क्योंकि तार को आनुपातिक रूप से पतला होना होगा।

उच्च पारगम्यता लौहचुम्बकीय कोर का उपयोग तांबे की समान मात्रा के लिए प्रेरण को बहुत बढ़ा सकता है, इसलिए कोर Q को भी बढ़ा सकता है। कोर हालांकि आवृत्ति के साथ बढ़ने वाले हानि भी पेश करते हैं। आवृत्ति बैंड के लिए सर्वोत्तम परिणामों के लिए कोर सामग्री को चुना जाता है। उच्च Q प्रेरक को संतृप्ति से बचना चाहिए, एक तरीका है (शारीरिक रूप से बड़ा) वायु कोर प्रेरक का उपयोग करना। VHF या उच्च आवृत्तियों पर एक वायु कोर का इस्तेमाल होने की संभावना है। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए वायु कोर चालक में कई सौ का Q हो सकता है।

अनुप्रयोग

सिग्नल फ़िल्टरिंग का उदाहरण।इस कॉन्फ़िगरेशन में, प्रेरक DC धारा को पास करने की अनुमति देते हुए एसी धारा को ब्लॉक करता है।

सिग्नल फ़िल्टरिंग का उदाहरण।इस कॉन्फ़िगरेशन में, प्रारंभकर्ता डिकूप्लिंग (इलेक्ट्रॉनिक्स) DC धारा, जबकि एसी धारा को पास करने की अनुमति देता है।

एनालॉग परिपथ और संकेत संसाधन में प्रेरक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। बिजली की आपूर्ति में बृहद् प्रेरक के उपयोग से लेकर अनुप्रयोग होते हैं, जो फिल्टर संधारित्र के संयोजन के साथ रिपल (इलेक्ट्रिकल) को हटाते हैं जो कि प्रत्यक्ष धारा निर्गत से लघु प्रेरण तक, कोर आवृत्ति (या स्विच-मोड बिजली की आपूर्ति के लिए स्विचिंग आवृत्ति) का एक गुणक है। तार के नीचे रेडियो आवृत्ति के हस्तक्षेप को रोकने के लिए केबल के चारों ओर स्थापित फेराइट बीड या टोरस होते है। DC धारा का उत्पादन करने के लिए कई स्विच-मोड बिजली आपूर्ति में प्रेरक को ऊर्जा भंडारण उपकरण के रूप में उपयोग किया जाता है। प्रेरक "ऑफ" स्विचिंग अवधि के दौरान धारा प्रवाह को बनाए रखने के लिए परिपथ को ऊर्जा की आपूर्ति करता है और उन स्थलाकृतियों को सक्षम बनाता है जहां निर्गत विभव निविष्ट विभव से अधिक होता है।

एक ट्यून किया हुआ परिपथ, जिसमें एक संधारित्र से प्रेरक जुड़ा होता है, दोलनी धारा के लिए एक अनुनादक यंत्र के रूप में कार्य करता है। ट्यूनड परिपथ का व्यापक रूप से रेडियो आवृत्ति उपकरण जैसे रेडियो ट्रांसमीटर और रिसीवर में उपयोग किया जाता है, संकीर्ण बैंडपास फिल्टर के रूप में एक समग्र सिग्नल से एकल आवृत्ति का चयन करने के लिए, और इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलेटर में साइन वक्रीय सिगनल उत्पन्न करने के लिए है।

निकटता में दो (या अधिक) प्रेरक जो चुंबकीय फ्लक्स (अन्योन्य प्रेरण) को जोड़ते हैं, एक ट्रांसफार्मर बनाते हैं, जो प्रत्येक विद्युत उपयोगिता पावर ग्रिड का एक मौलिक घटक है। कोर सामग्री में भवर धाराओं और कुण्डलं पर उपरिस्तर प्रभाव के कारण आवृत्ति बढ़ने पर ट्रांसफार्मर की दक्षता घट सकती है। उच्च आवृत्तियों पर कोर के आकार को कम किया जा सकता है। इस कारण से, विमान सामान्य 50 या 60 हर्ट्ज़ (hertz) के बजाय 400 हर्ट्ज़ (hertz) प्रत्यावर्ती धारा का उपयोग करते हैं, जिससे लघु ट्रांसफार्मर के उपयोग से वजन में काफी बचत होती है। ट्रांसफॉर्मर स्विच-मोड बिजली आपूर्ति को सक्षम करते हैं जो निविष्ट से निर्गत को अलग करते हैं।

प्रेरक को विद्युत संपरिवर्तीण प्रणालियों में भी नियोजित किया जाता है, जहां उनका उपयोग स्विचिंग धाराओं और दोष धाराओं को सीमित करने के लिए किया जाता है। इस क्षेत्र में, उन्हें आमतौर पर रिएक्टर कहा जाता है।

प्रेरक में ऊर्जाह्रासी प्रभाव होते हैं जो उन्हें आदर्श व्यवहार से विदा करते हैं। वे वैद्युतचुंबकीय व्यतिकरण (EMI) बनाते हैं। उनका भौतिक आकार उन्हें अर्धचालक चिप पर एकीकृत होने से रोकता है। इसलिए आधुनिक विद्युत् उपकरणों, विशेष रूप से सुसंहत सुवाह्य (कॉम्पैक्ट पोर्टेबल) उपकरणों में प्रेरकों का उपयोग घट रहा है। वास्तविक प्रेरक को तेजी से सक्रिय परिपथ जैसे कि गाइरेटर द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है जो संधारित्र का उपयोग करके प्रेरण को संश्लेषित कर सकता है।

प्रेरक निर्माण

A ferrite core inductor with two 20 mH windings.

A ferrite "bead" choke, consisting of an encircling ferrite cylinder, suppresses electronic noise in a computer power cord.

Large 50 Mvar three-phase iron-core loading inductor at a utility substation

प्रेरक में आमतौर पर सामग्री का संचालन करने का एक तार होता है, आमतौर पर तांबे के तार को विद्युतरोधी बनाया जाता है, जो प्लास्टिक के कोर के चारों ओर लपेटा जाता है (वायु-कोर प्रारंभ करने के लिए) या लौहचुम्बकीय (या फेरिमैग्नेटिज्म) सामग्री का, उत्तरार्द्ध को "लौह कोर" प्रेरक कहा जाता है। लौहचुम्बकीय कोर की उच्च पारगम्यता चुंबकीय क्षेत्र को बढ़ाती है और इसे प्रेरक तक ही सीमित रखती है, जिससे प्रेरण बढ़ता है। कम आवृत्ति वाले प्रेरक का निर्माण ट्रांसफार्मर की तरह किया जाता है, जिसमें भंवर धाराओं को रोकने के लिए विद्युत स्टील के कोर टुकड़े टुकड़े किए जाते हैं। 'सॉफ्ट' फेराइट्स का व्यापक रूप से श्रव्य आवृत्ति से ऊपर के कोर के लिए उपयोग किया जाता है, क्योंकि वे उच्च आवृत्तियों पर बड़े ऊर्जा हानि का कारण नहीं बनते हैं जो कि साधारण लौह मिश्र धातु करते हैं। प्रेरक कई आकार में आते हैं। कुछ प्रेरकों में एक समायोज्य कोर होता है, जो प्रेरण को बदलने में सक्षम बनाता है। बहुत अधिक आवृत्तियों को अवरुद्ध करने के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रेरक कभी-कभी एक तार पर फेराइट बीड को तार कर बनाए जाते हैं।

सर्पिल पैटर्न में ट्रेस बिछाकर लघु प्रेरक को सीधे मुद्रित परिपथ बोर्ड पर उकेरा जा सकता है। ऐसे कुछ प्लानर प्रेरक एक प्लानर कोर का उपयोग करते हैं। इंटरकनेक्ट्स (एकीकृत परिपथ) बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली समान प्रक्रियाओं का उपयोग करके एकीकृत परिपथों पर लघु मूल्य के प्रेरक भी बनाए जा सकते हैं। एल्यूमीनियम इंटरकनेक्ट आमतौर पर एक सर्पिल कुंडली पैटर्न में बिछाए गए, उपयोग किया जाता है। हालांकि, लघु आयाम प्रेरण को सीमित करते हैं, और यह एक परिपथ का उपयोग करने के लिए कहीं अधिक आम है जिसे एक गायरेटर कहा जाता है जो एक संधारित्र और सक्रिय घटकों का उपयोग एक प्रेरक के समान व्यवहार करने के लिए करता है। डिज़ाइन की परवाह किए बिना, कम प्रेरण और कम बिजली अपव्यय ऑन-डाई प्रेरक की अनुमति के कारण, धारा में वे केवल उच्च आवृत्ति आरएफ परिपथ के लिए व्यावसायिक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

परिरक्षित (शील्डेड) प्रेरक

शक्ति नियन्त्रण तंत्र (पावर रेगुलेशन सिस्टम), प्रदीपन और अन्य प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले प्रेरक जिन्हें अल्परव संचालन की स्थिति की आवश्यकता होती है, अक्सर आंशिक या पूरी तरह से परिरक्षित होते हैं। दूरसंचार परिपथ में प्रेरण कुंडली को नियोजित करना और ट्रांसफॉर्मर को दोहराना, निकटता में प्रेरक की रक्षा करना परिपथ क्रॉस-टॉक को कम करता है।

प्रकार

वायु-कोर प्रेरक

High Q tank coil in tuned circuit of radio transmitter

An antenna tuning coil at an AM radio station.

These coils illustrate high power high Q construction: single layer winding with turns spaced apart to reduce proximity effect losses, made of silver-plated wire or tubing to reduce skin effect losses, supported by narrow insulating strips to reduce dielectric losses

शब्द वायु कोर कुंडली प्रेरक का वर्णन करता है जो लौहचुम्बकीय सामग्री से बने चुंबकीय कोर का उपयोग नहीं करता है। यह शब्द प्लास्टिक, सिरेमिक, या अन्य अचुंबकीय रूपों पर कुंडली कुण्डलं को संदर्भित करता है, साथ ही उनके लिए जिनमे केवल कुण्डलं के अंदर वायु है। वायु कोर कुंडली में लौहचुम्बकीय कोर कुंडली की तुलना में कम प्रेरण होता है, लेकिन अक्सर उच्च आवृत्तियों पर उपयोग किया जाता है क्योंकि वे लौहचुम्बकीय कोर में होने वाली कोर लॉस नामक ऊर्जा हानि से मुक्त होते हैं, जो आवृत्ति के साथ बढ़ते हैं। एक पार्श्‍व प्रभाव जो वायु कोर कुंडली में हो सकता है जिसमें कुंडलित रूप से जो एक रूप पर समर्थित नहीं है वह 'माइक्रोफोनी' है, कुंडल के यांत्रिक कंपन से प्रेरण में बदलाव हो सकता है।

रेडियो-आवृत्ति प्रेरक

उच्च आवृत्ति पर, विशेष रूप से रेडियो आवृत्ति (RF) पर, प्रेरकों का प्रतिरोध और अन्य हानि अधिक होता है। शक्ति के हानि के अलावा, अनुनादी परिपथ में यह परिपथ के Q कारक को कम कर सकता है, जिससे बैंडविड्थ का विस्तार होता है। RF प्रेरक में, जो ज्यादातर वायु कोर होते हैं, इन हानिों को कम करने के लिए विशेष निर्माण तकनीकों का उपयोग किया जाता है। हानि इन प्रभावों के कारण हैं:

आरएफ चालकों का संग्रह, हानि को कम करने के लिए तकनीक दिखा रहा है।तीन शीर्ष बाएं और लूप एंटीना या रॉड एंटीना, नीचे, टोकरी वाइंडिंग है।

• उपरिस्तर प्रभाव: उच्च आवृत्ति धारा के लिए तार का प्रतिरोध उपरिस्तर प्रभाव के कारण प्रत्यक्ष धारा के प्रतिरोध से अधिक होता है। प्रेरित भवर धाराओं के कारण, रेडियो आवृत्ति प्रत्यावर्ती धारा एक चालक की काया में दूर तक प्रवेश नहीं करती है बल्कि इसकी सतह के साथ यात्रा करती है। उदाहरण के लिए, 6 MHz पर तांबे के तार की उपरिस्तर गहराई लगभग 0.001 इंच (25 µm) है, धारा का अधिकांश भाग सतह की इस गहराई के भीतर है। इसलिए, एक ठोस तार में, तार का आंतरिक भाग कुछ धारा ले सकता है, जिससे इसका प्रतिरोध प्रभावी रूप से बढ़ सकता है।
• सान्निध्य प्रभाव: सान्निध्य प्रभाव उच्च आवृत्ति तार के प्रतिरोध को बढ़ाता है, यह प्रभाव एक दूसरे के समीप स्थित समानांतर तारों के बीच होता है। आसन्न कुंडलो का अलग-अलग चुंबकीय क्षेत्र कुंडल के तार में भवर धाराओं को प्रेरित करता है, जिससे चालक में धारा बगल के तार के पास एक पतली पट्टी में केंद्रित हो जाता है। उपरिस्तर प्रभाव की तरह, यह तार के प्रभावी क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र को कम करता है, जिससे इसका प्रतिरोध बढ़ जाती है।
• परावैद्युत ह्रास: एक टैंक कुंडली में चालकों के पास उच्च आवृत्ति विद्युत क्षेत्र पास के विद्युतरोधी सामग्री में ध्रुवीय अणुओं की गति का कारण बन सकता है, ऊष्मा के रूप में ऊर्जा का अपव्यय कर सकता है। तो ट्यून किए गए परिपथ के लिए उपयोग किए जाने वाले कुंडली रूपों पर कुंडलित नहीं होते हैं, लेकिन वायु में निलंबित होते हैं, संकीर्ण प्लास्टिक या सिरेमिक स्ट्रिप्स द्वारा समर्थित होते हैं।
• ऊर्जाह्रासी धारिता: कुंडली के अलग-अलग तार चक्र के बीच की धारिता, जिसे ऊर्जाह्रासी धारिता कहा जाता है, से ऊर्जा की हानि नहीं होती है, लेकिन कुंडली के व्यवहार को बदल सकती है। कुंडली का प्रत्येक मोड़ कुछ अलग क्षमता पर होता है, इसलिए पड़ोसी कुंडलो के बीच का विद्युत क्षेत्र तार पर आवेश को एकत्रित करता है, अतः कुंडली इस तरह काम करता है जैसे कि इसके समानांतर में संधारित्र हो। एक उच्च पर्याप्त आवृत्ति पर यह धारिता एक ट्यूनड परिपथ बनाने वाले कुंडली के प्रेरण के साथ प्रतिध्वनित हो सकती है, जिससे कुंडल स्व-अनुनादी हो जाती है।

(left) Spiderweb coil (right) Adjustable ferrite slug-tuned RF coil with basketweave winding and litz wire

ऊर्जाह्रासी धारिता और सान्निध्य प्रभाव को कम करने के लिए, उच्च Q फैक्टर RF कुंडली का निर्माण किया जाता है ताकि कई मोड़ एक साथ न हों। RF कुंडली में कुण्डलं अक्सर एक ही परत तक सीमित होती है, और मोड़ अलग-अलग होते हैं। उपरिस्तर प्रभाव के कारण प्रतिरोध को कम करने के लिए, उच्च-शक्ति वाले प्रेरक जैसे कि ट्रांसमीटरों में उपयोग किए जाने वाले कुण्डलं कभी-कभी धातु की पट्टी या ट्यूबिंग से बने होते हैं, जिसमें एक बड़ा सतह क्षेत्र होता है, और सतह सिल्वर-प्लेटेड होती है।

बास्केट-बुनाई कुंडली

सान्निध्य प्रभाव और ऊर्जाह्रासी धारिता को कम करने के लिए, बहुपरत RF कुंडली पैटर्न में कुंडलित होते हैं जिसमें क्रमिक मोड़ समानांतर नहीं होते हैं, लेकिन एक कोण पर क्रिस क्रॉस होते हैं, इन्हें अक्सर मधुकोष या टोकरी-बुनाई वाली कुंडलियां कहा जाता है। ये कभी-कभी एक ऊर्ध्वाधर विद्युत रोधी सपोर्ट पर फन्नी (डॉवेल्स) या स्लॉट्स के साथ कुंडलित होते हैं, जिसमें तार स्लॉट्स के माध्यम से अंदर और बाहर होते हैं।

स्पाइडरवेब कुंडली

समान लाभ वाली एक अन्य निर्माण तकनीक समतल सर्पिल कुंडली है। ये अक्सर रेडियल स्पोक्स या स्लॉट्स के साथ समतल विद्युत रोधी सपोर्ट पर कुंडलित होते हैं, जिसमें स्लॉट्स के माध्यम से तार अंदर और बाहर बुनाई करते हैं, इन्हें स्पाइडरवेब कुंडली कहा जाता है। फॉर्म में विषम संख्या में स्लॉट होते हैं, इसलिए सर्पिल के क्रमिक मोड़ फॉर्म के विपरीत पक्षों पर स्थित होते हैं, जिससे विभाजन बढ़ता है

लिट्ज़ वायर

उपरिस्तर प्रभाव के हानि को कम करने के लिए, कुछ कुंडली को एक विशेष प्रकार के रेडियो आवृत्ति तार से कुंडलित किया जाता है जिसे लिट्ज तार कहा जाता है। एक एकल ठोस चालक के बजाय, लिट्ज़ तार में कई लघु तार होते हैं जो का प्रवाह करते है। साधारण फंसे हुए तार के विपरीत, उपरिस्तर प्रभाव को सतह पर प्रवाहित करने से रोकने के लिए, सतह पर करंट प्रणोदन से उपरिस्तर प्रभाव को रोकने के लिए, और एक साथ विकृत या गुंफित हैं। विकृत पैटर्न यह सुनिश्चित करता है कि प्रत्येक स्ट्रैंड तार अपनी लंबाई की समान मात्रा को तार बंडल के बाहर व्यय करता है, इसलिए उपरिस्तर प्रभाव स्ट्रैंड्स के बीच समान रूप से धारा को वितरित करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक समान सिंगल तार की तुलना में एक बड़ा अनुप्रस्थ काट चलन क्षेत्र होता है।

अक्षीय प्रेरक

कम धारा और कम शक्ति के लिए लघु प्रेरक प्रतिरोध जैसे मोल्डेड केस में बनाए जाते हैं। ये या तो सहज (फेनोलिक) कोर या फेराइट कोर हो सकते हैं। प्रारंभ करनेवाला के कम प्रतिरोध को दिखाकर एक ओममीटर उन्हें समान आकार के प्रतिरोधों से आसानी से अलग करता है।

लौहचुम्बकीय-कोर प्रेरक

See also: Magnetic core

विभिन्न प्रकार के फेराइट कोर प्रेरक और ट्रांसफार्मर के प्रकार

लौहचुम्बकीय लौहचुम्बकीय-कोर या आयरन-कोर प्रेरक प्रेरण बढ़ाने के लिए लौहचुम्बकीय या फेरिमैग्नेटिक सामग्री जैसे आयरन या फेराइट से बने चुंबकीय कोर का उपयोग करते हैं। एक चुंबकीय कोर अपनी उच्च चुंबकीय पारगम्यता के कारण चुंबकीय क्षेत्र को बढ़ाकर, कई हजार के कारक द्वारा कुंडल की प्रेरण को बढ़ा सकता है। हालांकि कोर सामग्री के चुंबकीय गुण कई साइड इफेक्ट्स का कारण बनते हैं जो प्रेरक के व्यवहार को बदलते हैं और विशेष निर्माण की आवश्यकता होती है:

मुख्य हानि

मुख्य हानि फेरोमैग्नेटिक प्रारंभ करनेवाला में एक समय-भिन्न धारा, जो इसके मूल में समय-भिन्न चुंबकीय क्षेत्र का कारण बनती है, दो प्रक्रियाओं के कारण गर्मी के रूप में विलुप्त होने वाली कोर सामग्री में ऊर्जा हानि का कारण बनती है:

भँवर धारा

फैराडे के प्रेरण के नियम से, बदलते चुंबकीय क्षेत्र प्रवाहकीय धातु कोर में विद्युत प्रवाह के परिसंचारी छोरों को प्रेरित कर सकते हैं। इन धाराओं में ऊर्जा कोर सामग्री के प्रतिरोध में गर्मी के रूप में समाप्त हो जाती है। खोई हुई ऊर्जा की मात्रा धारा के लूप के अंदर के क्षेत्र के साथ बढ़ती जाती है।

हिस्टैरिसीस (hysteresis)

{{defn|कोर में चुंबकीय क्षेत्र को बदलने या उलटने से भी छोटे चुंबकीय डोमेन की गति के कारण नुकसान होता है, जिससे यह बना होता है। ऊर्जा हानि कोर सामग्री के BH ग्राफ में हिस्टैरिसीस लूप के क्षेत्र के समानुपाती होती है। कम जबरदस्ती वाली सामग्री में संकीर्ण हिस्टैरिसीस लूप होते हैं और इतने कम हिस्टैरिसीस नुकसान होते हैं।

चुंबकीय उतार-चढ़ाव और चुंबकीय प्रवाह घनत्व दोनों आवृत्तियों के संबंध में कोर नुकसान गैर-रैखिक है। चुंबकीय उतार-चढ़ाव की आवृत्ति विद्युत परिपथ में एसी धारा की आवृत्ति है; चुंबकीय प्रवाह घनत्व विद्युत परिपथ में धारा से मेल खाता है। चुंबकीय उतार-चढ़ाव हिस्टैरिसीस को जन्म देता है, और चुंबकीय प्रवाह घनत्व कोर में एड़ी धाराओं का कारण बनता है। इन गैर-रैखिकताओं को संतृप्ति की दहलीज गैर-रैखिकता से अलग किया जाता है। कोर लॉस को लगभग स्टाइनमेट्ज़ के समीकरण के साथ मॉडल किया जा सकता है। कम आवृत्तियों और सीमित आवृत्ति अवधि (शायद 10 का एक कारक) पर, कोर हानि को न्यूनतम त्रुटि के साथ आवृत्ति के रैखिक कार्य के रूप में माना जा सकता है। हालांकि, ऑडियो रेंज में भी, चुंबकीय कोर इंडक्टर्स के गैर-रेखीय प्रभाव ध्यान देने योग्य और चिंता का विषय हैं।

परिपूर्णता

यदि चुंबकीय कोर कॉइल के माध्यम से करंट इतना अधिक है कि कोर संतृप्त हो जाता है, तो प्रेरक गिर जाएगा और धारा नाटकीय रूप से बढ़ जाएगा। यह एक अरेखीय सीमा घटना है और इसके परिणामस्वरूप संकेत का विरूपण होता है। उदाहरण के लिए, ऑडियो संकेत संतृप्त प्रेरकों में इंटरमोड्यूलेशन विरूपण को झेल सकते हैं। इसे रोकने के लिए, रैखिक परिपथ में आयरन कोर प्रेरकों के माध्यम से धारा को संतृप्ति स्तर से नीचे सीमित किया जाना चाहिए। कुछ परतदार कोर में इस उद्देश्य के लिए एक संकीर्ण हवा का अंतर होता है, और पाउडर लोहे के कोर में एक वितरित हवा का अंतर होता है। यह चुंबकीय प्रवाह के उच्च स्तर की अनुमति देता है और इस प्रकार संतृप्त होने से पहले प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से उच्च धाराएं।.

क्यूरी प्वाइंट विचुंबकीयकरण

यदि फेरोमैग्नेटिक या फेरिमैग्नेटिक कोर का तापमान एक निर्दिष्ट स्तर तक बढ़ जाता है, तो चुंबकीय डोमेन अलग हो जाते हैं, और सामग्री अनुचुंबकीय हो जाती है, चुंबकीय प्रवाह का समर्थन करने में सक्षम नहीं होती है। प्रेरक गिर जाता है और धारा नाटकीय रूप से बढ़ जाता है, ठीक उसी तरह जैसे संतृप्ति के दौरान होता है। प्रभाव प्रतिवर्ती है: जब तापमान क्यूरी बिंदु से नीचे गिर जाता है, तो विद्युत परिपथ में धारा से उत्पन्न चुंबकीय प्रवाह कोर के चुंबकीय डोमेन को फिर से संरेखित करेगा और इसका चुंबकीय प्रवाह बहाल हो जाएगा। लौहचुम्बकीय पदार्थों (लौह मिश्रधातु) का क्यूरी बिंदु काफी अधिक होता है; लोहा सबसे अधिक 770 डिग्री सेल्सियस पर होता है। हालांकि, कुछ फेरिमैग्नेटिक सामग्रियों (सिरेमिक आयरन कंपाउंड्स - फेराइट्स) के लिए क्यूरी पॉइंट परिवेश के तापमान (100 डिग्री सेल्सियस से नीचे) के करीब हो सकता है। [उद्धरण वांछित].

परतदार-कोर प्रेरक

एक धातु हलाइड दीपक के लिए टुकड़े टुकड़े में लोहे कोर गिट्टी (विद्युत) प्रेरक

ट्रांसफार्मर के समान निर्माण का उपयोग करके, भवर धाराओं को रोकने के लिए अक्सर कम आवृत्ति वाले प्रेरक को परतदार कोर के साथ बनाया जाता है। कोर सतह पर एक विद्युत रोधी परत के साथ, क्षेत्र के समानांतर उन्मुख पतली स्टील शीट या लैमिनेशन के ढेर से बना है। विद्युत रोधी चादरों के बीच भवर धाराओं को रोकता है, इसलिए किसी भी शेष धाराएं अलग-अलग परतदार कोर के अनुप्रस्थ काट क्षेत्र के भीतर होनी चाहिए, लूप के क्षेत्र को कम करना और इस प्रकार ऊर्जा हानि को बहुत कम करना। भवर धारा के हानि को और कम करने के लिए लेमिनेशन कम-चालकता वाले सिलिकॉन स्टील से बने होते हैं।

फेराइट-कोर प्रेरक

Main article: Ferrite core

उच्च आवृत्तियों के लिए, फेराइट के कोर के साथ प्रेरक बनाए जाते हैं। फेराइट एक सिरेमिक फेरिमैग्नेटिक सामग्री है जो गैर-प्रवाहकीय है, इसलिए इसके भीतर भवर धाराएं प्रवाहित नहीं हो सकती हैं। फेराइट का सूत्रीकरण xxFe₂O₄ है जहाँ xx विभिन्न धातुओं का प्रतिनिधित्व करता है। प्रेरक कोर के लिए नरम फेराइट का उपयोग किया जाता है, जिनमें कम निग्राहिता होती है और इस प्रकार कम शैथिल्य हानि होती है।

चूर्णित-लौह-कोर प्रेरक

See also: Carbonyl iron

एक अन्य सामग्री बाइंडर के साथ लोहे का चूर्ण (पाउडर) है।

टॉरॉयडल-कोर प्रेरक

Main article: Toroidal inductors and transformers

एक वायरलेस राउटर की बिजली की आपूर्ति में टॉरॉइडल चालक

सीधे रॉड के आकार के कोर पर एक प्रेरक कुंडलित में, कोर के एक छोर से निकलने वाली चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं दूसरे छोर पर कोर में फिर से प्रवेश करने के लिए वायु से गुजरती हैं। यह क्षेत्र को कम करता है, क्योंकि उच्च पारगम्यता कोर सामग्री के बजाय अधिकांश चुंबकीय क्षेत्र पथ वायु में होता है और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप का एक स्रोत होता है। एक बंद चुंबकीय परिपथ में कोर बनाकर एक उच्च चुंबकीय क्षेत्र और प्रेरण हासिल किया जा सकता है। चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं कोर सामग्री को छोड़े बिना कोर के भीतर बंद लूप बनाती हैं। अक्सर इस्तेमाल की जाने वाली आकृति एक टॉरॉयडल या डोनट के आकार का फेराइट कोर है। उनकी समरूपता के कारण, टॉरॉयडल कोर कम से कम चुंबकीय प्रवाह को कोर से बाहर निकलने की अनुमति देते हैं (जिसे लीकेज फ्लक्स कहा जाता है), इसलिए वे अन्य आकृतियों की तुलना में कम विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप करते हैं। टॉरॉयडल कोर कुंडली विभिन्न सामग्रियों से निर्मित होते हैं, मुख्य रूप से फेराइट, पाउडर आयरन और लैमिनेटेड कोर।

परिवर्ती प्रेरक

(left) Inductor with a threaded ferrite slug (visible at top) that can be turned to move it into or out of the coil, 4.2 cm high. (right) A variometer used in radio receivers in the 1920s

एक रोलर कुंडली, एक समायोज्य वायु-कोर आरएफ प्रेरक रेडियो ट्रांसमीटरों के ट्यून किए गए परिपथ में उपयोग किया जाता है।कुंडली के संपर्कों में से एक लघु ग्रोव्ड व्हील द्वारा बनाया गया है, जो तार पर सवारी करता है।शाफ्ट को मोड़ने से कुंडली को घुमाता है, संपर्क पहिया को ऊपर या नीचे कुंडली के नीचे ले जाता है, जिससे कुंडली के अधिक या कम मोड़ को परिपथ में बदल दिया जाता है।

संभवत: आज का सबसे सामान्य प्रकार का परिवर्ती प्रेरक एक परिवर्तनीय फेराइट चुंबकीय कोर वाला एक है, जिसे कुंडल में या बाहर या खराब किया जा सकता है। कोर को कुंडली में आगे ले जाने से पारगम्यता बढ़ जाती है, चुंबकीय क्षेत्र और प्रेरण बढ़ जाता है। रेडियो अनुप्रयोगों (आमतौर पर 100 MHz से कम) में उपयोग किए जाने वाले कई प्रेरक ऐसे प्रेरकों को उनके वांछित मान पर ट्यून करने के लिए समायोज्य कोर का उपयोग करते हैं, क्योंकि निर्माण प्रक्रियाओं में कुछ सहिष्णुता (अशुद्धि) होती है। कभी-कभी 100 MHz से अधिक आवृत्तियों के लिए ऐसे कोर अत्यधिक प्रवाहकीय अचुंबकीय सामग्री जैसे एल्यूमीनियम से बनाए जाते हैं। वे प्रेरण को कम करते हैं क्योंकि चुंबकीय क्षेत्र को उन्हें बायपास करना होता है।

वायु कोर प्रेरक परिपथ में शामिल कुंडलो की संख्या को बढ़ाने या घटाने के लिए, प्रेरण को बदलने के लिए सर्पी संपर्क (स्लाइडिंग कॉन्टैक्ट्स) या विविध टैप्स का उपयोग कर सकते हैं। एक प्रकार जो अतीत में बहुत अधिक उपयोग किया जाता था, लेकिन आज ज्यादातर अप्रचलित है, उसमें एक वसंत संपर्क होता है जो कुंडलन की नग्न सतह के साथ स्लाइड कर सकता है। इस प्रकार कि हानि यह है कि संपर्क आमतौर पर एक या एक से अधिक बार शॉर्ट-सर्किट करता है। ये टर्न एकफेरी लघु परिपथ ट्रांसफॉर्मर सेकेंडरी कुण्डलं की तरह काम करते हैं, उनमें प्रेरित बड़ी धाराएँ बिजली के हानि का कारण बनती हैं।

एक प्रकार का निरंतर परिवर्तनशील वायु कोर प्रेरक भिन्नतामापी (वैरोमीटर) है। इसमें दो कुंडली होते हैं जिनमें श्रृंखला में जुड़े हुए समान संख्या में कुण्डलं होते हैं। आंतरिक कुंडल एक शाफ्ट पर लगाया जाता है ताकि इसकी धुरी को बाहरी कुंडल के संबंध में घुमाया जा सके। जब दो कुंडलियों के अक्ष एक ही दिशा में इंगित चुंबकीय क्षेत्र के साथ संरेख होते हैं, तो क्षेत्र जुड़ जाते हैं और प्रेरण अधिकतम होता है। जब आंतरिक कुंडल को घुमाया जाता है तो इसका अक्ष बाहरी के साथ एक कोण पर होता है, उनके बीच का पारस्परिक मंद प्रेरण होता है इसलिए कुल प्रेरण कम होता है। जब भीतरी की कुण्डली को 180° घुमाया जाता है, तो कुण्डलियाँ अपने चुंबकीय क्षेत्र के विरोध के साथ संरेखित होती हैं, दोनों क्षेत्र एक दूसरे को रद्द कर देते हैं और प्रेरण बहुत मंद होता है। इस प्रकार का लाभ यह है कि यह एक विस्तृत श्रृंखला में लगातार परिवर्तनशील है। इसका उपयोग एंटीना ट्यूनर और मैचिंग परिपथ में कम आवृत्ति ट्रांसमीटरों को उनके एंटेना से मिलाने के लिए किया जाता है।

बिना किसी गतिमान भाग के प्रेरण को नियंत्रित करने की एक अन्य विधि के लिए एक अतिरिक्त DC धारा पूर्वाग्रह कुण्डलं की आवश्यकता होती है, जो आसानी से संतृप्त कोर सामग्री की पारगम्यता को नियंत्रित करता है। चुंबकीय एम्पलीफायर देखें।

चोक

चोक एक प्रेरक होता है जिसे विशेष रूप से एक विद्युत परिपथ में उच्च-आवृत्ति वाले प्रत्यावर्ती धारा (AC) को अवरुद्ध करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जबकि DC या कम-आवृत्ति संकेतों को पारित करने की अनुमति देता है। चूंकि प्रेरक धारा में परिवर्तन को रोकता है या "चोक (इलेक्ट्रॉनिक्स)" करता है, इस प्रकार के प्रेरक को चोक कहा जाता है। इसमें आमतौर पर एक चुंबकीय कोर पर विद्युत् रोधी तार कुंडल की एक कुंडली होती है, हालांकि कुछ में एक तार पर फंसे फेराइट सामग्री के डोनट के आकार का "मनका" होता है। अन्य प्रेरक की तरह, चोक आवृत्ति के साथ तेजी से उनके माध्यम से गुजरने वाले धारा में परिवर्तन का विरोध करते हैं। चोक और अन्य प्रेरक के बीच का अंतर यह है कि चोक को उच्च Q कारक निर्माण तकनीकों की आवश्यकता नहीं होती है जो कि ट्यून किए गए परिपथ में उपयोग किए जाने वाले प्रेरक में प्रतिरोध को कम करने के लिए उपयोग की जाती हैं।

एक एम्पीयर के दसवें हिस्से के लिए एक एमएफ या एचएफ रेडियो चोक, और कई एम्पीयर के लिए एक फेराइट बीड वीएचएफ चोक।

परिपथ विश्लेषण

एक परिपथ में प्रेरक का प्रभाव धारा में परिवर्तन की दर के आनुपातिक रूप से एक विभव विकसित करके धारा में परिवर्तन का विरोध करना है। आदर्श प्रेरक एक निरंतर प्रत्यक्ष धारा के लिए कोई प्रतिरोध प्रदान नहीं करेगा, हालाँकि, केवल अतिचालक प्रेरक का वास्तव में शून्य विद्युत प्रतिरोध होता है।

प्रेरण L के साथ प्रेरक में समय-भिन्न विभव v(t) के बीच संबंध और इसके माध्यम से गुजरने वाले समय-भिन्न धारा i(t) अवकल समीकरण द्वारा वर्णित है:

$v(t)=L{\frac {di(t)}{dt}}$

जब प्रेरक के माध्यम से साइन वक्रीय प्रत्यावर्ती धारा (AC) होती है, तो एक साइन वक्रीय विभव प्रेरित होता है। विभव का आयाम धारा के आयाम $I_{P}$ के गुणनफल और धारा की कोणीय आवृत्ति ($\omega$) के समानुपाती होता है।

${\begin{aligned}i(t)&=I_{\mathrm {P} }\sin(\omega t)\\{\frac {di(t)}{dt}}&=I_{\mathrm {P} }\omega \cos(\omega t)\\v(t)&=LI_{\mathrm {P} }\omega \cos(\omega t)\end{aligned}}$

इस स्थिति में, धारा का परिवर्तीण विभव के π/2 (90°) से पिछड़ जाता है। के लिए, जैसे ही प्रेरक एक सिरे से दूसरे सिरे तक विभव अपने अधिकतम मान पर जाता है, धारा शून्य हो जाती है, और जैसे ही प्रेरक एक सिरे से दूसरे सिरे तक विभव शून्य हो जाता है, इसके माध्यम से धारा अपने अधिकतम मान पर चला जाता है।

यदि प्रेरक मूल्य के साथ या एक प्रतिरोध R (कम से कम प्रेरक का DCR) के माध्यम से एक प्रत्यक्ष धारा स्रोत से जुड़ा है, और फिर धारा स्रोत लघु परिपथ है, तो ऊपर के अंतर संबंध से पता चलता है कि प्रेरक के माध्यम से प्रवाह होगा निर्वहन एक घातीय क्षय के साथ

$i(t)=Ie^{-{\frac {R}{L}}t}$

प्रतिघात

एक AC स्रोत से सक्रिय प्रेरक में अधिकतम धारा में अधिकतम विभव का अनुपात विद्युत प्रतिघात कहा जाता है और X_L से निरूपित किया जाता है।

$X_{\mathrm {L} }={\frac {V_{\mathrm {P} }}{I_{\mathrm {P} }}}={\frac {\omega LI_{\mathrm {P} }}{I_{\mathrm {P} }}}$

इस प्रकार,

$X_{\mathrm {L} }=\omega L$

जहां ω कोणीय आवृत्ति है।

प्रतिघात को ओम में मापा जाता है लेकिन इसे प्रतिरोध के बजाय प्रतिबाधा कहा जाता है; विद्युत धारा के बढ़ने पर चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा संचित हो जाती है और धारा घटने पर स्रावित कर दिया जाता है। आगमनात्मक प्रतिघात आवृत्ति के समानुपाती होता है। कम आवृत्ति पर प्रतिघात घट जाता है, DC पर, प्रेरक एक लघु परिपथ के रूप में व्यवहार करता है। जैसे -जैसे आवृत्ति बढ़ती है प्रतिघात बढ़ जाती है और पर्याप्त रूप से उच्च आवृत्ति पर प्रतिघातएं एक खुले परिपथ की होती है।

विच्छेदक आवृति

अनुप्रयोगों को फ़िल्टर करने में, एक विशेष लोड प्रतिबाधा के संबंध में, प्रेरक के पास एक विच्छेदक आवृति होती है जिसे परिभाषित किया गया है:

$f_{\mathrm {3\,dB} }={\frac {R}{2\pi L}}$

लाप्लास परिपथ विश्लेषण ($s$-डोमेन)

परिपथ विश्लेषण में लाप्लास ट्रांसफॉर्म का उपयोग करते समय, एक आदर्श प्रेरक की प्रतिबाधा जिसमें कोई प्रारंभिक धारा नहीं होती है, $s$ डोमेन में निम्न द्वारा दर्शाया जाता है:

$Z(s)=Ls\,$

जहाँ $L$ प्रेरण है, और $s$ जटिल आवृत्ति है।

यदि प्रेरक के पास प्रारंभिक धारा है, तो इसका प्रतिनिधित्व किया जा सकता है:

• प्रेरक के साथ श्रृंखला में वोल्टेज स्रोत जोड़ना, जिसमें मूल्य हो::

  $LI_{0}\,$

  जहाँ

  $L$ अधिष्ठापन है, और

  $I_{0}$ प्रेरक में प्रारंभिक धारा है।

  (स्रोत में एक ध्रुवीयता होनी चाहिए जो कि प्रारंभिक धारा के साथ संरेखित हो।)
• या प्रेरक के साथ समानांतर में एक वर्तमान स्रोत जोड़कर, जिसका मूल्य है:

  ${\frac {I_{0}}{s}}$

  जहाँ

  $I_{0}$ प्रेरक में प्रारंभिक धारा है।

  $s$ मिश्रित आवृत्ति है।

प्रेरक नेटवर्क

Main article: Series and parallel circuits

समानांतर विन्यास में प्रेरकों में प्रत्येक में समान विभवान्तर (विभव) होता है। उनका कुल समतुल्य प्रेरण (L_eq) ज्ञात करने के लिए:

${\frac {1}{L_{\mathrm {eq} }}}={\frac {1}{L_{1}}}+{\frac {1}{L_{2}}}+\cdots +{\frac {1}{L_{n}}}$

श्रृंखला में प्रेरकों के माध्यम से धारा समान रहती है, लेकिन प्रत्येक प्रेरक में विभव भिन्न हो सकता है। विभवान्तर (विभव) का योग कुल विभव के बराबर होता है। उनका कुल प्रेरण ज्ञात करने के लिए:

$L_{\mathrm {eq} }=L_{1}+L_{2}+\cdots +L_{n}\,\!$

ये सरल संबंध तभी सही होते हैं जब अलग-अलग प्रेरकों के बीच चुंबकीय क्षेत्र का कोई पारस्परिक युग्मन न हो।

अन्योन्य प्रेरण

अन्योन्य प्रेरण तब होता है जब प्रेरक का चुंबकीय क्षेत्र एक आसन्न प्रेरक में एक चुंबकीय क्षेत्र को प्रेरित करता है। ट्रांसफॉर्मर निर्माण का आधार अन्योन्य प्रेरण है।

$M={\sqrt {L_{1}L_{2}}}$

जहां M दो प्रेरकों के बीच अधिकतम अन्योन्य प्रेरण संभव है और L₁ और L₂ दो प्रेरक हैं। सामान्य रूप में

$M\leq {\sqrt {L_{1}L_{2}}}$

क्योंकि स्व-फ्लक्स का केवल एक अंश ही दूसरे के साथ जुड़ा होता है। इस भिन्न को "फ्लक्स लिंकेज का गुणांक (K)" या "युग्मन का गुणांक" कहा जाता है।

$M=K{\sqrt {L_{1}L_{2}}}$

प्रेरण सूत्र

See also: Inductance § Self-inductance of thin wire shapes

नीचे दी गई तालिका कई प्रेरक निर्माणों के अनुमानित प्रेरण की गणना के लिए कुछ सामान्य सरलीकृत सूत्रों को सूचीबद्ध करती है।

संरचना	सूत्र	टिप्पणियाँ
बेलनाकार वायु-कोर कुंडली	$L=\mu _{0}KN^{2}{\frac {A}{\ell }}$ L = हेनरी में प्रेरण (H) μ0 = मुक्त स्थान की पारगम्यता = 4$\pi$ × 10−7 H/m K = नागाओका गुणांक N = कुण्डलों की संख्या A = कुण्डली के अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल वर्ग मीटर में (m2) ℓ = मीटर में कुण्डली की लंबाई (m)	$K\approx 1$ नागाओका गुणांक (K) की गणना जटिल है; आम तौर पर इसे एक टेबल से देखा जाना चाहिए।
ऋजु तार चालक	$L={\frac {\mu _{0}}{2\pi }}\ \ell \left(A\;-\;B\;+C\right)$, जहाँ ${\begin{aligned}A&=\ln \left({\frac {\ell }{r}}+{\sqrt {\left({\frac {\ell }{r}}\right)^{2}+1}}\right)\\B&={\frac {1}{{\frac {r}{\ell }}+{\sqrt {1+\left({\frac {r}{\ell }}\right)^{2}}}}}\\C&={\frac {1}{4+r{\sqrt {{\frac {2}{\rho }}\omega \mu }}}}\end{aligned}}$ L = प्रेरण ℓ = बेलनाकार लंबाई r = बेलनाकार त्रिज्या μ0 = मुक्त स्थान की पारगम्यता = 4$\pi$ × 10−7 H/m μ = चालक पारगम्यता ρ = प्रतिरोधकता ω = कला दर ${\tfrac {\mu _{0}}{2\pi }}$ = 0.2 µH/m, यथार्थत:	सटीक यदि ω = 0, या यदि ω = ∞ B पद जोड़ने के बजाय घटाता है।
	$L={\frac {\mu _{0}}{2\pi }}\ \ell \left[\ln \left({\frac {4\ell }{d}}\right)-1\right]$ (जब d² f ≫ 1 mm² MHz) $L={\frac {\mu _{0}}{2\pi }}\ \ell \left[\ln \left({\frac {4\ell }{d}}\right)-{\frac {3}{4}}\right]$ (जब d² f ≪ 1 mm² MHz) L = प्रेरण (µH) ℓ = चालक की लंबाई (mm) d = चालक का व्यास (mm) f = आवृत्ति ${\tfrac {\mu _{0}}{2\pi }}$ = 0.2 µH/m, यथार्थत:	ℓ > 100 d सापेक्ष पारगम्यता μr = 1 (उदाहरण के लिए, Cu या Al) के लिए आवश्यक है
छोटा लूप या बहुत छोटी कुंडली	$L\approx {\frac {\mu _{0}}{2\pi }}N^{2}\pi D\left[\ln \left({\frac {D}{d}}\right)+\left(\ln 8-2\right)\right]+{\sqrt {\frac {\mu _{0}}{2\pi }}}\;{\frac {ND}{d}}{\sqrt {\frac {\mu _{\text{r}}}{2f\sigma }}}$ L = μ0 के समान इकाइयों में प्रेरण। D = कुंडली का व्यास (चालक केंद्र से केंद्र) d = चालक का व्यास N = कुण्डलों की संख्या f = संक्रियात्मक आवृत्ति (नियमित f, ω नहीं) σ = कुंडली चालक की विशिष्ट चालकता μr = चालक की सापेक्ष पारगम्यता कुल चालक लंबाई $\ell _{\text{c}}\approx N\pi D$ मोटे तौर पर 1⁄10 तरंग दैर्ध्य या छोटा होना चाहिए। सान्निध्य प्रभाव शामिल नहीं हैं: कुण्डलों के बीच किनारे से किनारे का अंतर 2×d या बड़ा होना चाहिए। ${\tfrac {\mu _{0}}{2\pi }}$ = 0.2 µH/m, यथार्थत:	चालक μr जितना संभव हो 1 के समीप होना चाहिए - तांबा या एल्यूमीनियम चुंबकीय या अनुचुंबकीय धातु के बजाय।
मध्यम या लंबी वायु-कोर बेलनाकार कुंडली	$L={\frac {r^{2}N^{2}}{23r+25\ell }}$ L = प्रेरण (µH) r = कुंडली की बाहरी त्रिज्या (cm) ℓ = कुण्डली की लंबाई (cm) N = कुण्डलों की संख्या	बेलन की लंबाई ज़रूरी है ℓ > 0.4 r लंबाई कम से कम 1⁄5 व्यास की होनी चाहिए। एकल-लूप एंटेना या बहुत लघु, ठूंठदार कुंडली पर लागू नहीं होता है।
बहुपरत वायु-कोर कुंडली	$L={\frac {r^{2}N^{2}}{19r+29\ell +32d}}$ L = प्रेरण (nH) r = कुंडली की माध्य त्रिज्या (cm) ℓ = कुंडलित कुंडली की भौतिक लंबाई (cm) N = कुण्डलों की संख्या d = कुंडल की गहराई (बाहरी त्रिज्या - आंतरिक त्रिज्या) (cm)
समतल सर्पिल वायु-कोर कुंडली	$L={\frac {r^{2}N^{2}}{20r+28d}}$ L = प्रेरण (nH) r = कुंडली की माध्य त्रिज्या (cm) N = कुण्डलों की संख्या d = कुंडल की गहराई (बाहरी त्रिज्या - आंतरिक त्रिज्या) (cm)
	$L={\frac {r^{2}N^{2}}{8r+11d}}$ L = प्रेरण (nH) r = कुंडली की माध्य त्रिज्या (in) N = कुण्डलों की संख्या d = कुंडल की गहराई (बाहरी त्रिज्या - आंतरिक त्रिज्या) (in)	d > 0.2 r के लिए 5 प्रतिशत के भीतर सटीक।
टॉरॉयडल वायु-कोर (वृत्तीय अनुप्रस्थ काट)	$L=2\pi N^{2}\left(D-{\sqrt {D^{2}-d^{2}}}\right)$ L = प्रेरण (nH) d = कुंडलित कुंडली का व्यास (cm) N = कुण्डलों की संख्या D = 2 * कुण्डल की त्रिज्या (cm)
	$L\approx \pi {d^{2}N^{2} \over D}$ L = प्रेरण (nH) d = कुंडलित कुंडली का व्यास (cm) N = कुण्डलों की संख्या D = 2 * कुण्डल की त्रिज्या (cm)	सन्निकटन जब d < 0.1 D
टॉरॉयडल वायु-कोर (आयताकार अनुप्रस्थ काट)	$L=2N^{2}h\ln \left({\frac {d_{2}}{d_{1}}}\right)$ L = प्रेरण (nH) d1 = टोरॉइड के अंदर का व्यास (cm) d2 = टोरॉइड का बाहरी व्यास (cm) N = कुण्डलों की संख्या h = टोरॉइड की ऊंचाई (cm)

यह भी देखें

• बेलिनी -टोसी डायरेक्शन फाइंडर (रेडियो गोनियोमीटर)
• हन्ना कर्व
• प्रेरण कुंडली
• प्रेरण कुकिंग
• प्रेरण लूप
• एलसी परिपथ
• आरएलसी परिपथ
• संतृप्त रिएक्टर - एक प्रकार का समायोज्य प्रेरक
• सोलनॉइड
• संचायक (ऊर्जा)

संदर्भ

Source

• Terman, Frederick (1943). Radio Engineers' Handbook. McGraw-Hill.