Self basis: AC-vermogen en signaalfiltratie beheersen

Selfs (spoelen) zijn minder bekend bij hobbyisten, maar onmisbaar bij wisselstroom (AC). Ze zijn even fundamenteel als weerstanden in AC-toepassingen. Ze weerstaan veranderingen in stroom, ideaal voor filtratie en AC-spanningstransformatie (bijv. labvoedingen). Deze gids behandelt de basis.

Wat is een self?

Een self is een passief component dat tijdelijk energie opslaat in een magneetveld. Meestal een koperdraadspoel om een kern. Kernmaterialen:

• IJzerkern
• Ferrietkern
• Luchtkern (geen kern)
• Keramische kern

Ferriet en ijzer leveren sterkere magneetvelden → meer energieopslag.

Hoe werkt een self?

Volgens de wet van Faraday creëert stroom door een spoel een magneetveld. Meerdere windingen versterken het veld. Stroom stopt → veld valt in → magnetische energie wordt elektrisch. Deze vertraging is de essentie van elektromagnetisme.

Analogie: Een zwaar waterrad. Water aan → duurt eer rad draait. Water uit → rad draait nog door. Selfs doen hetzelfde met elektrische lading. Deze weerstand tegen stroomverandering heet inductie (verhouding magnetische flux / stroom).

Verschil self vs condensator

Beide zijn passief en slaan energie op. Condensator: elektrisch veld. Self: magneetveld → elektrisch veld (elektromagnetische inductie). Condensatoren: hoogspanning/elektrolytisch (voedingen) of algemene toepassingen. Selfs: AC-toepassingen (radio, TV, voedingen).

Self-symbool

SI-eenheid: Henry (H) (na Joseph Henry). Symbolen:

Inductie meten en berekenen

Factoren die inductie beïnvloeden

1. Aantal windingen (N)
2. Kernmateriaal en permeabiliteit (μ)
3. Dwarsdoorsnede spoel (A)
4. Lengte spoel (l)

Inductie ∝ permeabiliteit. Lucht: μᵣ = 1 (geen versterking). Ferriet/ferromagnetisch: μᵣ = 100+ → veel hogere inductie voor dezelfde afmetingen. Daarom zelden luchtkernen in productie.

Ferriet: hoge μ, hoge inductie, maar thermisch instabiel (verzadiging → oververhitting). Metaalcomposiet: zachtere verzadiging, betere thermische stabiliteit. Keuze hangt af van toepassing.

Microhenries berekenen van een spoel

Meet lengte (L), diameter (d), tel windingen (N). Formule:

µH = (N² × d²) ÷ (18d + 40L)

Omrekenen: 1 µH = 0,000001 H. Gebruik online calculators of koop selfs met bekende waarde.

Selfs in serie en parallel

Net als weerstanden:

• Serie: L_totaal = L1 + L2 (dezelfde stroom, verandering gelijk)
• Parallel: 1/L_totaal = 1/L1 + 1/L2 (stroom verdeelt, minder flux per self)

Opgeslagen energie in een self

Formule: U = ½ L × I²

Voorbeeld: I = 15 A, L = 200 mH = 0,2 H.

U = ½ × 0,2 × 15² = 22,5 Joule.

Toepassingen van selfs

• Boost converters (DC-spanning opvoeren, stroom dalen)
• Choke: AC blokkeren, DC doorlaten
• Frequentiescheiding (filters)
• RF, analoge, afgestemde circuits
• Motoren, transformatoren, relais, converters
• Hoge-frequentie selfs in radio

Samenvatting

Inductie meet je niet met een standaard multimeter (tenzij RLC-functie). Voor nauwkeurigheid: RLC-meter. Of bereken zelf met bovenstaande formules. Hopelijk nuttig. Bedankt voor het lezen!