Inductor de nucli de ferrita: funcionament, tipus, càlcul, pèrdues i les seves aplicacions

L'inductor és un component electrònic que s'utilitza per emmagatzemar energia elèctrica dins del camp magnètic una vegada que s'hi subministra corrent elèctric. Els inductors es converteixen normalment en una bobina amb un cable aïllat. Sempre que es subministra corrent per tota aquesta bobina d'esquerra a dreta, es genera un camp magnètic en el sentit de les agulles del rellotge. Per tant, els inductors resistiran qualsevol canvi dins del corrent que circula per ells. En general, els inductors estan disponibles en tres tipus de nucli d'aire, nucli de ferro i nucli de ferrita. Els inductors tipus aire i nucli de ferro simplement porten operacions de freqüència mínima, pèrdues més altes i baixes inductància mentre que l'inductor de nucli de ferrita té una alta permeabilitat, una alta inductància i un valor fix. Per tant, aquest article proporciona una breu informació sobre a inductor de nucli de ferrita - Treballar amb aplicacions.

Què és l'inductor de nucli de ferrita?

Una definició d'inductor de nucli de ferrita és un component elèctric passiu de dos terminals utilitzat per resistir els canvis en el corrent elèctric que hi circula. Aquest inductor utilitza un material de ferrita com el nucli principal que té un alt nivell elèctric resistivitat i alta permeabilitat magnètica. Mentre s'utilitzen nuclis de ferrita dins inductors , s'han de tenir en compte diferents factors com una alta saturació, una alta impedància, menys pèrdues, estabilitat a la temperatura i propietats del material. Per tant, normalment s'utilitza amb proveïdors d'energia i aplicacions de gestió d'energia. El símbol de l'inductor del nucli de ferrita es mostra a continuació.

Sabem que en un inductor de nucli de ferrita, el material de ferrita s'utilitza com un nucli. Així, la composició general de la ferrita és XFe2O4, on 'X' significa material de transició. En general, les ferrites utilitzades en inductors estan disponibles en dos tipus de ferrites toves i ferrites dures.

Els materials de ferrita suau tenen la capacitat de capgirar la seva polaritat sense cap energia exterior.
Les ferrites dures són imants permanents on la polaritat no variarà fins i tot un cop es deslligui el camp magnètic.

Principi de funcionament de l'inductor de nucli de ferrita

L'inductor de nucli de ferrita funciona permetent que el flux de corrent generi un camp magnètic i el canvi dins del camp magnètic dóna lloc al flux d'un corrent oposat. Així que canvien l'energia d'electrica a magnètica i emmagatzemen l'energia dins d'ells.

L'inductor de nucli de ferrita utilitza material de nucli de ferrita que és un tipus de nucli magnètic fet amb ferrita. Un cop s'utilitzen aquests nuclis metàl·lics en aquests inductors, el camp magnètic canviant mostrarà grans corrents de Foucault a causa de la conductivitat elèctrica del nucli (metall). Així, aquests corrents flueixen als inductors juntament amb el llaç tancat de corrent.

El paper del nucli de ferrita en aquests inductors és ajudar a millorar el rendiment de l'inductor simplement proporcionant la màxima permeabilitat a la bobina per augmentar la seva inductància i camp magnètic.

En general, el rang de permeabilitat dins dels inductors del nucli de ferrita oscil·la entre 1400 i 15.000 segons el tipus de material de ferrita utilitzat. Per tant, aquests inductors tenen una alta inductància tal com s'avalua amb altres tipus d'inductors mitjançant nuclis d'aire.

Com calcular la inductància d'un inductor de nucli de ferrita?

En els inductors de ferrita, el terme ferrita és un conjunt de materials ceràmics que inclouen algunes propietats electromagnètiques fortes com una alta permeabilitat en combinació amb una baixa conductivitat elèctrica.

Es pot dissenyar un inductor de ferrita senzill embolicant un mínim de 20 voltes de filferro al voltant d'una vareta de ferrita. Així, la inductància d'una vareta de ferrita es pot mesurar amb l'ajuda d'un mesurador d'inductància. Aquí, la inductància es denota amb 'L' i el nombre de voltes s'indica amb 'N'.

Ara calculeu el valor AL de l'inductor de ferrita. Aquí el valor de 'AL' és la relació base entre la inductància d'un nucli de ferrita especificat i el núm. de torns. La fórmula següent s'utilitza per calcular el valor AL.

AL = [(100/N)^2)] x L.

Per exemple, si heu mesurat el valor 'L' al pas 1 com a 15 uH, el valor 'AL' equivalent serà:

AL = [(100/20)^2] x 15uH =( 5^2) x 15uH = 25 x 15uh = 375 uH.

La fórmula següent s'utilitza per calcular el valor de la inductància (L) utilitzant el valor AL de 'N'.

L = AL/[(100/N)^2].

Per exemple: si N és 10, L = 375/[(100/10)^2] = 375/[10^2] = 375/100 = 3,75uH.

Si N = 20, L = 375/[(100/20)^2] = 375/[5^2] = 375/25 = 15uH.

Des de dalt podem observar que quan augmenta N augmentarà la inductància. Això es deu principalment a la col·locació d'una sèrie de voltes de cable al voltant d'un bucle, i després enfoca el camp magnètic en un espai menor, allà on pugui ser més eficient i produir més inductància.

Característiques de l'inductor del nucli de ferrita

El Característiques de l'inductor del nucli de ferrita incloure el següent.

• Els inductors de nucli de ferrita tenen pèrdues baixes de corrent de Foucault, alta resistivitat elèctrica i alta permeabilitat. Així, aquestes característiques faran que aquests inductors s'utilitzin en aplicacions d'alta freqüència.
• En aquests tipus d'inductors, el flux de corrent generarà un camp magnètic, així com la variació dins del camp magnètic donarà lloc al flux d'un corrent oposat.
• Canvien l'energia de forma elèctrica a magnètica i emmagatzemen aquesta energia convertida dins d'ells.
  Permeten que els corrents directes, però no els alterns, circulin per ells a les freqüències màximes.
• Tenen factors d'alta qualitat, camp perdut mínim, alta inductància i rendiment a la temperatura.

Pèrdues

Els inductors de nucli de ferrita presenten pèrdues com corrent de Foucault i histèresi. Aquests inductors depenen principalment dels nivells de freqüència. En aquest tipus d'inductor, les pèrdues de corrent de Foucault augmenten exponencialment, mentre que les pèrdues d'histèresi augmenten linealment amb l'augment del flux i la freqüència.

D'aquestes dues pèrdues en aquest inductor, la pèrdua d'histèresi és la principal, però fins a un nivell de freqüència que depèn del rendiment del nucli, més enllà del qual la pèrdua de corrent de Foucault és la majoria.

Avantatges i inconvenients

El avantatges dels inductors de nucli de ferrita incloure el següent.

• Els inductors de nucli de ferrita es poden operar a freqüències altes i mitjanes.
• Aquest inductor té menys pèrdues de corrent de Foucault.
• Aquests inductors tenen un paper important en el control de diferents paràmetres com la pèrdua d'histèresi i el coeficient de temperatura mitjançant l'ajust de l'entrefer.
• Ofereixen projecció completa.
• Té el valor màxim d'inductància.
• Aquest inductor proporciona un valor d'inductància adequat fins i tot per a valors més alts.
• Té la màxima permeabilitat amb menys pèrdues.
• El factor Q es pot configurar en una banda de freqüència necessària.

Desavantatges

El desavantatges dels inductors de nucli de ferrita incloure el següent.

• En els inductors de nucli de ferrita, la pèrdua augmentarà a freqüències més altes.
• Aquests inductors tenen un aïllament complicat.
• Tenen un valor més de corrent de Foucault i també harmònic.

Aplicacions de l'inductor de nucli de ferrita

El Aplicacions dels inductors de nucli de ferrita incloure el següent.

• Els inductors de nucli de ferrita s'utilitzen principalment en diferents aplicacions de circuits elèctrics com ara banda ampla, conversió d'energia i supressió d'interferències.
• Aquests inductors s'utilitzen en bobines que s'activen entre un rang de freqüència AF a 100 MHZ.
• Són aplicables en transformadors de potència que funcionen entre 1 i 200 kHz en el rang de baixa freqüència.
• S'utilitzen tant en freqüències altes com mitjanes.
• Aquests inductors s'utilitzen en circuits de commutació, Filtres Pi , i també dins de l'antena de vareta de ferrita que està dissenyada principalment per a receptors MW (ona mitjana).
• Aquests s'utilitzen en el Font d'alimentació o components de condicionament de potència.

Així, això és una visió general de l'inductor del nucli de ferrita que és un inductor de valor fix. Aquest inductor té un nucli de ferrita disposat dins de la bobina. Altres inductors com el nucli d'aire i el nucli de ferro tenen menys valor d'inductància, més pèrdues i un funcionament de freqüència limitat. Per tant, mitjançant l'ús d'inductors de nucli de ferrita, aquests problemes es poden vèncer. Per tant, aquest inductor és l'opció correcta per a diferents requisits elèctrics. Aquí teniu una pregunta: quina és la funció d'un inductor?