Hi ha disponibles diferents tipus d’inductors segons les mides i les qualificacions. Les seves mides físiques varien des de mides petites fins a l’enorme transformador, depenent de la potència que es manegi i de la freqüència de CA que s’utilitza. Com un dels components bàsics utilitzats en electrònica , els inductors s’utilitzen àmpliament en àrees d’aplicació molt més àmplies com el control del senyal, l’eliminació del soroll, l’estabilització de la tensió, potència electrònica equips, operacions d’automòbils, etc. Actualment, la millora de les tècniques de disseny d’inductors millora el rendiment significatiu a la resta del circuit.
Tipus d’inductors
Diferents tipus d’inductors
Un component electrònic divers utilitzat en una àmplia gamma d’aplicacions requereix diversos tipus d’inductors. Són de diferents formes, mides, incloses les bobinades de filferro i els inductors multicapa. Els diferents tipus d’inductors inclouen els inductors d’alta freqüència, els inductors de línia de subministrament elèctric o els inductors de potència i els inductors per a circuits generals. La diferenciació dels inductors es basa en el tipus de bobinatge i el nucli utilitzat.
Inductors de nucli d’aire
Inductor del nucli d’aire
En aquest tipus d’inductor, el nucli està completament absent. Aquests inductors ofereixen una elevada trajectòria de reticència per al flux magnètic, per tant, menys inductància. Els inductors del nucli d’aire tenen bobines més grans per produir densitats de flux més altes. S’utilitzen en aplicacions d’alta freqüència, inclosos els receptors de TV i ràdio.
Inductors Ferro Magnètics o de Nucli de Ferro
Inductor del nucli de ferro
A causa de la seva permeabilitat magnètica més elevada, aquests tenen una elevada propietat d’inductància. Es tracta d’inductors d’alta potència però limitats en la capacitat de freqüència més alta a causa de la histèresi i les pèrdues de corrent de Foucault.
Dissenys de transformadors són els exemples d’aquest tipus.
Inductors de nucli de ferrita
Inductors de nucli de ferrita
Aquests són els diferents tipus d’inductors que ofereixen avantatges de disminució de costos i baixes pèrdues de nucli a altes freqüències. La ferrita és una ceràmica d’òxid metàl·lic basada al voltant d’una barreja d’òxid fèrric Fe2O3. Les ferrites toves s’utilitzen per a la construcció del nucli per reduir les pèrdues d’histèresi.
Inductors de nucli toroidal
Inductors del nucli toroidal
En aquests inductors, es bobina una bobina sobre un formador circular toroide. Les fuites de flux són molt baixes en aquest tipus d’inductors. No obstant això, es necessiten màquines especials de bobinatge per dissenyar aquest tipus d’inductor. De vegades, també s’utilitza nucli de ferrita per disminuir les pèrdues d’aquest disseny.
Inductors basats en bobines
Inductors basats en bobines
En aquest tipus, la bobina queda enrotllada a la bobina. Els dissenys d’inductors bobinats varien àmpliament en termes de potència, nivells de corrent i voltatge, freqüència de funcionament, etc. S’utilitzen principalment en fonts d’alimentació en mode de commutació i en aplicacions de conversió de potència.
Inductors multicapa
Inductors multicapa
Un inductor multicapa conté dos patrons de bobines conductors que es disposen en dues capes a la part superior d’un cos de diverses capes. Les bobines es connecten elèctricament de manera consecutiva en sèrie a dos patrons de bobines conductors més disposats a la part inferior del cos de diverses capes. S’utilitzen principalment en sistemes de comunicacions mòbils i aplicacions de supressió de soroll.
Inductors de pel·lícula prima
Inductors de pel·lícula prima
Aquests són completament diferents dels inductors convencionals tipus xip enrotllats amb fil de coure. En aquest tipus, es formen petits inductors mitjançant el processament de pel·lícules primes per crear l'inductor de xips alta freqüència aplicacions, que oscil·la entre aproximadament nano Henry.
Com funciona l’inductor?
Un inductor sovint es coneix com a resistència de corrent altern. Resisteix els canvis en el corrent i emmagatzema energia en forma de camp magnètic. Són de construcció senzilla, que consisteixen en bobines de fil de coure enrotllades en un nucli. Aquest nucli pot ser magnètic o aeri. Es poden utilitzar diferents tipus d’inductors en aplicacions avançades com transferència d'energia sense fils .
Funcionament d’inductor
Els nuclis magnètics poden ser nuclis toroïdals o de tipus E. Per a aquest nucli s’utilitzen materials com la ceràmica, la ferrita i el ferro alimentat. La bobina que transporta el corrent elèctric produeix el camp magnètic al voltant del conductor. Es produeixen més línies magnètiques si el nucli es col·loca dins de la bobina, sempre que s’utilitzi una alta permeabilitat del nucli.
El camp magnètic indueix CEM a la bobina, que dóna lloc a un flux de corrent. Segons la llei de Lenz, el corrent induït s’oposa a la causa, que és la tensió aplicada. Per tant, l’inductor s’oposa al canvi de corrent d’entrada que condueix al canvi del camp magnètic. Aquesta reducció del flux de corrent a causa de la inducció s’anomena reactància inductiva. La reactància inductiva augmentarà si augmenta el nombre de voltes a la bobina. També emmagatzema l'energia com a camp magnètic mitjançant processos de càrrega i descàrrega i allibera l'energia mentre es commuta el circuit. Àrees d’aplicació d’inductors inclouen circuits analògics, processament de senyals, etc.
Factors que afecten la inductància d’un inductor
La capacitat de produir línies magnètiques es coneix com inductància. La unitat estàndard d’inductància és Henry. La quantitat de flux magnètic desenvolupat o la inductància de diferents tipus d’inductors depèn de quatre factors bàsics que es descriuen a continuació.
- Nombre de voltes en una bobina
Si el nombre de voltes és més gran, es produeix una major quantitat de camp magnètic, la qual cosa resulta en més inductància. Menys girs resulten en una menor inductància.
- Material del nucli
Si el material utilitzat per al nucli té una alta permeabilitat, més serà la inductància d’un inductor. Això es deu al fet que els materials d'alta permeabilitat ofereixen un recorregut de poca reticència cap al flux magnètic.
- Secció transversal de la bobina
Una àrea de secció més gran resulta en una major inductància, ja que ofereix menys oposició al flux magnètic en termes d’àrea.
- Longitud de la bobina
Com més gran sigui la bobina, menys serà la inductància. Això es deu al fet que, per a una quantitat determinada de camp, l’oposició de força al flux magnètic és més gran.
L’inductor fix no permet a l’usuari variar la inductància un cop dissenyat. Però és possible variar la inductància utilitzant inductors variables variant el nombre de voltes en un moment donat o variant el material central dins i fora de la bobina.
Pèrdua de potència en un inductor
La potència dissipada en l’inductor es deu principalment a les dues fonts: el nucli de l’inductor i els bobinats.
Diferents nuclis inductors
Nucli inductor: La pèrdua d’energia al nucli inductor es deu a la histèresi i a les pèrdues de corrent de Foucault. El camp magnètic aplicat al material magnètic augmenta, arriba al nivell de saturació i després disminueix. Però tot i disminuir no traça el camí original. Això provoca pèrdues per histèresi. Un valor més petit del coeficient d’histèresi dels materials bàsics resulta en les pèrdues d’histèresi baixes.
L’altre tipus de pèrdua del nucli és la pèrdua de corrent de Foucault. Aquests corrents de Foucault s’indueixen al material del nucli a causa del canvi de velocitat del camp magnètic segons la llei de Lenz. Les pèrdues de corrent de Foucault són molt menors que la pèrdua d’histèresi. Aquestes pèrdues es minimitzen mitjançant l'ús de materials de baix coeficient d'histèresi i nucli laminat.
Bobinatges d’inductors
Bobines d’inductor: En els inductors, les pèrdues no només es produeixen al nucli, sinó també als bobinatges. Els bobinatges tenen la seva pròpia resistència. Quan el corrent travessa aquests bobinatges, es produiran pèrdues de calor (I ^ 2 * R) en els bobinats. Però a mesura que augmenta la freqüència, la resistència al bobinatge augmenta a causa de l’efecte de la pell. L'efecte de la pell fa que el corrent es concentri a la superfície del conductor que no pas el centre. Així, l’àrea efectiva de l’àrea de transport actual disminueix.
També els corrents de Foucault induïts en els bobinatges fan que el corrent s’indueixi als conductors veïns, que s’anomena efecte de proximitat.
A causa dels conductors superposats a les bobines, l’efecte de proximitat fa que la resistència del conductor augmenti més que en el cas de l’efecte pell. Les pèrdues de bobinatge es redueixen amb les tecnologies avançades de bobinatge com els bobinats de filferro en forma de làmina i litz.
Espero que el meu article hagi estat informatiu i intrigant. Per tant, aquí teniu una pregunta bàsica: quin és el paper dels inductors en els circuits elèctrics?
Doneu la vostra resposta a la secció de comentaris de sota.També podeu compartir les vostres percepcions sobre aquest article i les vostres idees.
Crèdits fotogràfics:
Diferents inductors de 1.bp.blogspot
Inductor del nucli d'aire per i01.i.aliimg
Inductors ferromagnètics o de nucli de ferro per agilemagco
Inductors de nucli de ferrita per falconacústica
Inductors basats en bobines de electrovision
Inductors multicapa de productes electrònics
Inductors de pel lícula de microfabnh
Com funcionen els inductors dw-inductionheating
Diferents nuclis inductors de i01.i.aliimg
Bobina d’inductor per stonessoundstudio
