Sono disponibili diversi tipi di induttori in base alle dimensioni e ai valori nominali. Le loro dimensioni fisiche variano da piccole dimensioni all'enorme trasformatore, a seconda della potenza gestita e della frequenza di CA utilizzata. Come uno dei componenti di base utilizzati nell'elettronica , gli induttori sono ampiamente utilizzati in aree di applicazione molto più ampie come il controllo del segnale, l'eliminazione del rumore, la stabilizzazione della tensione, elettronica di potenza attrezzature, operazioni automobilistiche, ecc. Oggi, il miglioramento delle tecniche di progettazione degli induttori aumenta le prestazioni significative sul resto del circuito.
Tipi di induttori
Diversi tipi di induttori
Un componente elettronico diversificato utilizzato in un'ampia gamma di applicazioni richiede vari tipi di induttori. Questi sono di diverse forme, dimensioni, inclusi gli induttori a filo avvolto e multistrato. Diversi tipi di induttori includono induttori ad alta frequenza, induttori della linea di alimentazione o induttori di potenza e induttori per circuiti generali. La differenziazione degli induttori si basa sul tipo di avvolgimento e sul nucleo utilizzato.
Induttori con nucleo d'aria
Induttore con nucleo d'aria
In questo tipo di induttore, il nucleo è completamente assente. Questi induttori offrono un percorso ad alta riluttanza per il flusso magnetico, quindi meno induttanza. Gli induttori del nucleo d'aria hanno bobine più grandi per produrre densità di flusso più elevate. Questi sono utilizzati in applicazioni ad alta frequenza, inclusi ricevitori TV e radio.
Ferro magnetico o induttori con anima in ferro
Induttore con nucleo di ferro
A causa della loro maggiore permeabilità magnetica, questi hanno proprietà di alta induttanza. Questi sono induttori ad alta potenza ma limitati nella capacità di frequenza più elevata a causa dell'isteresi e delle perdite di correnti parassite.
Disegni del trasformatore sono gli esempi di questo tipo.
Induttori con nucleo in ferrite
Induttori con nucleo in ferrite
Questi sono i diversi tipi di induttori che offrono vantaggi di costi ridotti e basse perdite di nucleo alle alte frequenze. La ferrite è una ceramica di ossido di metallo basata su una miscela di ossido di ferro Fe2O3. Per la costruzione del nucleo vengono utilizzate ferriti morbide per ridurre le perdite per isteresi.
Induttori toroidali
Induttori toroidali
In questi induttori, una bobina è ferita su un toroide circolare. La perdita di flusso è molto bassa in questo tipo di induttore. Tuttavia per progettare questo tipo di induttore sono necessarie macchine avvolgitrici speciali. A volte il nucleo di ferrite viene utilizzato anche per ridurre le perdite in questo progetto.
Induttori basati su bobina
Induttori basati su bobina
In questo tipo, la bobina è ferita sulla bobina. I design degli induttori avvolti nella bobina variano ampiamente in termini di potenza nominale, livelli di tensione e corrente, frequenza operativa, ecc. Questi sono utilizzati principalmente negli alimentatori a commutazione e nelle applicazioni di conversione di potenza.
Induttori multistrato
Induttori multistrato
Un induttore multistrato contiene due configurazioni di bobine conduttive che sono disposte in due strati nella parte superiore di un corpo multistrato. Le bobine sono collegate elettricamente in modo consecutivo in serie a due configurazioni di bobine più conduttive disposte nella parte inferiore del corpo multistrato. Questi sono utilizzati principalmente nei sistemi di comunicazione mobile e nelle applicazioni di soppressione del rumore.
Induttori a film sottile
Induttori a film sottile
Questi sono completamente diversi dai tradizionali induttori a chip avvolti con filo di rame. In questo tipo, piccoli induttori vengono formati utilizzando l'elaborazione a film sottile per creare l'induttore del chip alta frequenza applicazioni, che spazia da circa nano Henry.
Come funziona l'induttore?
Un induttore viene spesso definito come resistenza CA. Resiste ai cambiamenti della corrente e immagazzina energia sotto forma di campo magnetico. Questi sono di semplice costruzione, costituiti da bobine di filo di rame avvolte su un nucleo. Questo nucleo potrebbe essere magnetico o aereo. Diversi tipi di induttori possono essere utilizzati in applicazioni avanzate come trasferimento di potenza wireless .
Funzionamento dell'induttore
I nuclei magnetici possono essere toroidali o di tipo E. Per questo nucleo vengono utilizzati materiali come ceramica, ferrite, ferro alimentato. La bobina che trasporta la corrente elettrica produce il campo magnetico attorno al conduttore. Se il nucleo viene posizionato all'interno della bobina, vengono prodotte più linee magnetiche, a condizione che venga utilizzata un'elevata permeabilità del nucleo.
Il campo magnetico induce EMF nella bobina che si traduce in flusso di corrente. Secondo la legge di Lenz, la corrente indotta si oppone alla causa, che è la tensione applicata. Quindi l'induttore si oppone alla variazione della corrente di ingresso che porta alla variazione del campo magnetico. Questa riduzione del flusso di corrente dovuta all'induzione è chiamata reattanza induttiva. La reattanza induttiva aumenterà se il numero di spire nella bobina viene aumentato. Inoltre immagazzina l'energia come campo magnetico attraverso i processi di carica e scarica e rilascia l'energia durante la commutazione del circuito. Aree di applicazione degli induttori includere circuiti analogici, elaborazione del segnale, ecc.
Fattori che influenzano l'induttanza di un induttore
La capacità di produrre linee magnetiche è indicata come induttanza. L'unità standard di induttanza è Henry. La quantità di flusso magnetico sviluppato o induttanza di diversi tipi di induttori dipende da quattro fattori fondamentali discussi di seguito.
- Numero di spire in una bobina
Se il numero di spire è maggiore, viene prodotta una maggiore quantità di campo magnetico, che si traduce in una maggiore induttanza. Meno spire si traducono in una minore induttanza.
- Materiale del nucleo
Se il materiale utilizzato per il nucleo ha un'elevata permeabilità, maggiore sarà l'induttanza di un induttore. Questo perché i materiali ad alta permeabilità offrono il percorso a bassa riluttanza al flusso magnetico.
- Area della sezione trasversale della bobina
Una maggiore area della sezione trasversale si traduce in una maggiore induttanza perché questa offre meno opposizione al flusso magnetico in termini di area.
- Lunghezza della bobina
Più lunga è la bobina, minore sarà l'induttanza. Questo perché, per una data quantità di campo, la forza di opposizione al flusso magnetico è maggiore.
L'induttore fisso non consente all'utente di variare l'induttanza una volta progettato. Ma è possibile variare l'induttanza utilizzando induttori variabili variando il numero di spire in un dato momento o variando il materiale del nucleo dentro e fuori la bobina.
Perdita di potenza in un induttore
La potenza dissipata nell'induttore è dovuta principalmente alle due sorgenti: il nucleo dell'induttore e gli avvolgimenti.
Diversi nuclei induttori
Nucleo dell'induttore: La perdita di energia nel nucleo dell'induttore è dovuta all'isteresi e alle perdite di correnti parassite. Il campo magnetico applicato al materiale magnetico viene aumentato, va al livello di saturazione e poi diminuisce. Ma mentre diminuisce non traccia il percorso originale. Ciò causa le perdite di isteresi. Un valore inferiore del coefficiente di isteresi dei materiali del nucleo determina basse perdite di isteresi.
L'altro tipo di perdita di nucleo è la perdita di correnti parassite. Queste correnti parassite sono indotte nel materiale del nucleo a causa della variazione della velocità del campo magnetico secondo la legge di Lenz. Le perdite di correnti parassite sono molto inferiori alla perdita di isteresi. Queste perdite sono ridotte al minimo utilizzando i materiali a basso coefficiente di isteresi e il nucleo laminato.
Avvolgimenti dell'induttore
Avvolgimenti dell'induttore: Negli induttori, le perdite si verificano non solo nel nucleo, ma anche negli avvolgimenti. Gli avvolgimenti hanno la loro resistenza. Quando la corrente passa attraverso questi avvolgimenti, si verificano perdite di calore (I ^ 2 * R) negli avvolgimenti. Ma con l'aumentare della frequenza, la resistenza dell'avvolgimento aumenta a causa dell'effetto pelle. L'effetto pelle fa sì che la corrente si concentri sulla superficie del conduttore rispetto ai centri. Quindi l'area effettiva dell'area di trasporto della corrente diminuisce.
Anche le correnti parassite indotte negli avvolgimenti fanno sì che la corrente venga indotta nei conduttori vicini che è chiamato effetto di prossimità.
A causa della sovrapposizione dei conduttori nelle bobine, l'effetto di prossimità fa aumentare la resistenza del conduttore maggiore rispetto al caso dell'effetto pelle. Le perdite negli avvolgimenti sono ridotte con le tecnologie di avvolgimento avanzate come gli avvolgimenti a foglio sagomato e gli avvolgimenti di filo litz.
Spero che il mio articolo sia stato informativo e intrigante. Quindi ecco una domanda fondamentale per te: qual è il ruolo degli induttori nei circuiti elettrici?
Per favore, dai la tua risposta nella sezione commenti qui sotto.Sei anche libero di condividere le tue percezioni su questo articolo e idee.
Crediti fotografici:
Diversi induttori di 1.bp.blogspot
Induttore con nucleo in aria di i01.i.aliimg
Ferro magnetico o induttori con nucleo in ferro di agilemagco
Induttori con nucleo in ferrite di falconacoustics
Induttori basati su bobina di elettrovisione
Induttori multistrato di prodotti elettronici
Induttori a film sottile di microfabnh
Come funzionano gli induttori riscaldamento a induzione dw
Diversi nuclei induttori di i01.i.aliimg
Avvolgimento dell'induttore stonessoundstudio
