Gli induttori sono i componenti più significativi nel dominio elettrico. Rispetto ad altri tipi di induttori , l'induttore toroidale svolge un ruolo chiave in varie apparecchiature industriali e commerciali perché questi induttori sono ben noti a causa dei loro livelli specifici di capacità di trasporto di corrente e induttanza . Pertanto, al momento, molte industrie dipendono dagli induttori toroidali per soddisfare gli standard internazionali che richiedono campi elettromagnetici minimi all'interno della produzione di beni di consumo. In molti dispositivi elettronici, questi induttori vengono utilizzati per limitare le emissioni del campo magnetico che possono avere effetti molto gravi sulla salute dei consumatori. Quindi, per superare queste emissioni, i produttori di elettronica devono utilizzare materiali toroidali di alta qualità. Questo articolo discute una panoramica di a Induttore toroidale –lavorare con le applicazioni.
Cos'è l'induttore toroidale?
Una bobina isolata avvolta su un nucleo magnetico a forma di anello realizzato con diversi materiali come ferrite, polvere di ferro, ecc. è nota come induttore toroidale. Questi induttori hanno più induttanza per ogni giro e possono trasportare corrente extra rispetto ai solenoidi con lo stesso materiale e dimensioni. Quindi, questi sono usati principalmente dove sono necessarie grandi induttanze. Il simbolo dell'induttore toroidale è mostrato di seguito. Esistono diversi tipi di induttori toroidali come toroide standard, potenza SMD, alta temperatura, toroide accoppiato, induttori toroidali di modo comune, ecc.
Costruzione dell'induttore toroidale
Gli induttori toroidali sono costruiti con una ciambella o un nucleo magnetico a forma di anello circolare che viene avvolto con una lunghezza di filo di rame. Questi anelli sono realizzati con diversi materiali ferromagnetici come acciaio al silicio, ferrite, ferro laminato, polvere di ferro o nichel. Questo tipo di induttore ha risultati di accoppiamento elevati tra avvolgimento e saturazione iniziale.
Questa costruzione fornisce la minima perdita all'interno del flusso magnetico che aiuta ad evitare l'accoppiamento del flusso magnetico da parte di altri dispositivi. Questo induttore ha valori di induttanza elevati e la massima efficienza di trasmissione dell'energia nelle applicazioni a bassa frequenza.
Principio di funzionamento
Un induttore toroidale funziona semplicemente in modo simile a qualsiasi altro induttore utilizzato per aumentare le frequenze ai livelli necessari. Un induttore toroidale si attorciglia per indurre una frequenza più alta. Questi sono economici e più efficienti da usare rispetto ai solenoidi.
Quando la corrente viene fornita attraverso l'induttore toroidale, genera un campo magnetico attorno ad esso. Quindi l'intensità del campo magnetico generato dipende principalmente dal flusso del valore corrente.
Il flusso del campo magnetico si basa anche sul numero di torsioni perpendicolari al flusso della direzione della corrente. Questo flusso cambia alla stessa velocità quando il cambiamento all'interno della corrente scorre attraverso l'induttore. Quando il flusso si collega alla bobina, induce una forza elettromotrice nella bobina in una direzione inversa rispetto alla tensione applicata.
Codice colore induttore toroidale
Attualmente, i nuclei toroidali sono accessibili come rivestiti e non rivestiti per l'uso in una varietà di applicazioni. I nuclei rivestiti forniscono un raggio d'angolo più liscio e una superficie avvolgente. In questi nuclei, un rivestimento è utile per fornire un'ulteriore copertura dei bordi, protezione dei bordi e una funzione isolante.
Esistono diversi rivestimenti di colore utilizzati nei nuclei toroidali come la vernice epossidica e il rivestimento in parylene. La vernice epossidica è disponibile in diversi colori come blu, grigio e verde con CFR. Il rivestimento epossidico è approvato da UL e viene utilizzato principalmente per rivestire i nuclei toroidali.
- Il rivestimento in parylene viene utilizzato principalmente per piccoli anelli del nucleo toroidale che hanno un rivestimento a basso spessore e un'elevata rigidità dielettrica.
- Il rivestimento dei nuclei toroidali fa diminuire la permeabilità iniziale in base alle dimensioni del nucleo. Quindi, ciò può verificarsi anche ogni volta che i nuclei toroidali sono soggetti a elevata permeabilità e forze di avvolgimento più elevate.
Ci sono molti vantaggi nell'usare nuclei toroidali con rivestimento colorato. - Questi nuclei sono ben abbinati a vari tipi di rivestimenti come rivestimenti epossidici, parilene e in polvere per aumentare facilmente l'avvolgimento e migliorare anche la rottura della tensione.
- L'intervallo di temperatura dei rivestimenti epossidici per lavorare è fino a 200 gradi Celsius.
- Il rivestimento offre protezione per i bordi e anche una funzione isolante per i nuclei.
- Il rivestimento del toroide è necessario per generare una barriera isolante tra il filo e i nuclei toroidali per evitare un cortocircuito.
- Il rivestimento colorato non influisce sul valore AL del toroide.
- Un nucleo toroidale con rivestimento epossidico offre molti vantaggi come forza, durata, resistenza all'umidità, resistenza chimica e forti proprietà dielettriche.
Campo magnetico dell'induttore toroidale
Il campo magnetico dell'induttore toroidale viene calcolato utilizzando la seguente formula.
B = (μ0 N I/2 π r)
Dove
'I' indica la quantità del flusso di corrente attraverso il toroidale.
'r' è il raggio medio del toroide.
'n' è il n. di giri per ogni unità di lunghezza.
N = 2rn è il numero medio di spire del toroide per ogni unità di lunghezza.
Vantaggi e svantaggi
Il vantaggi degli induttori toroidali include il seguente.
- Questi induttori sono leggeri.
Un induttore toroidale è più compatto rispetto ad altri nuclei sagomati perché sono realizzati con meno materiali. - Gli induttori toroidali generano un'elevata induttanza perché il nucleo a circuito chiuso ha un forte campo magnetico ed emettono un'interferenza elettromagnetica molto bassa.
- Questi sono molto più silenziosi rispetto ad altri induttori tipici a causa della mancanza di un traferro.
- L'induttore toroidale ha un nucleo a circuito chiuso, quindi avrà un campo magnetico elevato, un'induttanza e un fattore Q più elevati.
- Gli avvolgimenti sono abbastanza corti e avvolti in un campo magnetico chiuso, quindi aumenteranno le prestazioni elettriche, l'efficienza e ridurranno la distorsione e gli effetti di frange.
- A causa dell'equilibrio di un toroide, il piccolo flusso magnetico che fuoriesce dal nucleo è basso. Quindi, questo induttore è molto efficiente e irradia meno EMI (interferenza elettromagnetica) ai circuiti vicini.
Il svantaggi degli induttori toroidali include il seguente.
- Il nucleo toroidale causa occasionalmente problemi sia durante il funzionamento effettivo che durante i test.
- È molto difficile avvolgere a macchina.
- In questi induttori, ottenere l'isolamento è più complicato e anche molto difficile avere uno spazio magnetico tra gli avvolgimenti.
- I toroidi sono più difficili da avvolgere e anche da accordare. Tuttavia, sono più efficienti nel produrre le induttanze necessarie. Per la stessa induttanza di un normale solenoide, un toroide richiede meno giri e può essere ridotto di dimensioni.
Applicazioni
Le applicazioni degli induttori toroidali includono quanto segue.
- Questi induttori sono utilizzati in diversi settori, dall'industria delle telecomunicazioni all'assistenza sanitaria.
- Gli induttori toroidali sono applicabili nelle telecomunicazioni, dispositivi medici, controlli industriali, strumenti musicali, reattori, freni elettronici, apparecchiature di refrigerazione, frizioni elettroniche, campi aerospaziali e nucleari, amplificatori e attrezzature per condizionatori d'aria.
- Questi sono utilizzati in diversi circuiti elettronici come inverter, alimentatori e amplificatori e anche in apparecchiature elettriche come computer, radio, TV e sistemi audio.
- Questi vengono utilizzati per ottenere l'efficienza energetica quando le basse frequenze richiedono induttanza.
- Questi sono usati in SMPS o Alimentatori switching , EMI ( Interferenza elettromagnetica ) circuiti sensibili e applicazioni di filtraggio.
Così, questo è una panoramica di un induttore toroidale e sono disponibili vari tipi di induttori che vengono utilizzati in diversi settori. La selezione di questi induttori dipende principalmente da diverse caratteristiche come la dimensione della custodia, la dimensione, la resistenza CC, la tolleranza, l'induttanza nominale, il tipo di imballaggio e la corrente nominale. Tutte queste caratteristiche giocano un ruolo chiave nella scelta dell'induttore toroidale esatto per la tua specifica applicazione. Ecco una domanda per te, cos'è un induttore con nucleo d'aria?
