Els inductors s'utilitzen per a la conversió d'energia elèctrica en gairebé tots els circuits electrònics de potència. Aquests són dispositius d'emmagatzematge d'energia activa, utilitzats per proporcionar energia emmagatzemada entre diferents modes de funcionament dins d'un circuit. A més, també poden funcionar com a filtres, especialment per a formes d'ona de corrent commutada i també proporcionen una limitació de corrent transitòria dins dels interruptors amortiguadors. Inductors es classifiquen en diferents tipus segons els materials específics i els mètodes de construcció on cada tipus d'inductor té alguns avantatges. Així doncs, aquest article tracta sobre un dels tipus d'inductors com inductor de nucli de ferro - Treballar amb aplicacions.
Què és l'inductor de nucli de ferro?
L'inductor de valor fix en el qual s'utilitza un nucli de ferro dins de la bobina per augmentar el valor d'inductància d'un inductor es coneix com a inductor de nucli de ferro. Aquests inductors tenen un valor molt baix inductància valor i el nucli de ferro d'aquest inductor té característiques magnètiques molt úniques que enforteixen el camp magnètic. El símbol de l'inductor de nucli de ferro es mostra a continuació.
Construcció d'inductors de nucli de ferro
L'inductor de nucli de ferro està dissenyat amb un fil de coure aïllat en forma de bobina de material conductor envoltant-se al voltant d'un nucli de ferro. Aquest material conductor simplement ajuda a amplificar el camp magnètic de l'inductor fent que l'inductor emmagatzemi millor l'energia magnètica en comparació amb un inductor de nucli d'aire amb el mateix nombre de voltes.
En un disseny convencional, un nucli de ferro es connectaria al voltant d'una forma geomètrica que tanca una bobina helicoïdal. Els cables solen incloure materials com ara aliatges de níquel-níquel-ferro, magnesi i cadmi. Aquests cables s'utilitzen en rangs de mida de 0,014 a 0,56 mm, depenent dels nivells actuals de les aplicacions i el rang de freqüències cobertes pel component inductiu. La quantitat de voltes entrellaçades determina la inducció elèctrica dins del sistema conductor del cable que es produeix quan s'aplica tensió als bobinatges dels components.
Un disseny tradicional d'un inductor de nucli magnètic utilitza un nucli de ferro i material de ferrita que s'embolica amb circuits magnètics per proporcionar la inductància desitjada. Un disseny típic de nucli de ferro consisteix en una geometria en la qual dues o més particions cilíndriques paral·leles s'enrotllen probablement en un mandril i després es recobreixen amb una resina epoxi per crear la barrera magnètica necessària al voltant de l'interior dels espais cilíndrics. Aquest bobinatge longitudinal sol estar connectat per formar un bucle tancat corresponent a la longitud del nostre material central pi.
Principi de funcionament
El principi de funcionament d'un inductor de nucli de ferro es basa en la propietat que la inducció magnètica és proporcional a la velocitat de canvi del flux magnètic a través d'un circuit. Així, quan es fa passar un corrent altern a través d'una bobina d'una volta a base de ferro, el camp magnètic d'electricitat de la bobina intenta empènyer més enllà de l'eix que resulta en els corrents de Foucault formats dins del metall. Aquests corrents creen un camp magnètic que actua contra el primari, donant lloc a una polaritat magnètica oposada i cancel·lant així el voltatge de les fuites dels cables. Com més voltes hi hagi en una bobina i la seva resistència, més potent és aquest efecte cancel·lador. És per això que es poden introduir grans quantitats d'energia elèctrica als conductors del nucli de ferro sense que es produeixin danys.
A més, quan el nucli es mou dins i fora de la bobina de filferro, pot canviar la inductància. En comparació amb els inductors de nucli d'aire, aquests inductors són superiors per emmagatzemar energia magnètica perquè el material de ferro ajuda a amplificar el camp magnètic d'un inductor.
Inductor de nucli de ferro vs nucli d'aire
Les diferències entre el nucli de ferro i els inductors del nucli d'aire inclouen les següents.
|
Inductor de nucli de ferro |
Inductor de nucli d'aire |
| Els inductors de nucli de ferro utilitzen nuclis magnètics de ferrita/ferro.
|
Els conductors del nucli d'aire poden utilitzar ceràmica, plàstic o altres materials no magnètics; en cas contrari, només tenen aire dins dels bobinatges. |
| Aquests inductors tenen grans valors d'inductància. | Els inductors de nucli d'aire tenen valors d'inductància baixos. |
| Aquests inductors són superiors per emmagatzemar energia magnètica. | Aquests inductors no són superiors per emmagatzemar energia magnètica. |
| Aquests inductors solen tenir alguna pèrdua de nucli.
|
Aquests inductors són molt eficients a altes freqüències, de manera que no pateixen pèrdua de nucli. |
| Aquests són de grans dimensions. | Aquests són de mida petita. |
| Els inductors funcionen fins a diversos centenars de MHz (megahertz) | Els inductors funcionen a una freqüència de fins a 1 GHz. |
| S'utilitzen amb freqüència en aplicacions basades en baixa freqüència com ara dispositius d'àudio, fonts d'alimentació en indústries, sistemes inversors, etc. | S'utilitzen amb freqüència en aplicacions basades en alta freqüència com els receptors de TV i ràdio.
|
Fórmula de l'inductor de nucli de ferro
A l'inductor, si la vareta utilitzada és magnètica com el ferro o la ferrita, augmentarà la inductància de l'inductor. De la mateixa manera, si la vareta utilitzada és no magnètica com el coure o qualsevol altre material, disminuirà la inductància de l'inductor. La fórmula per al càlcul de la inductància és;
L = µ0 µr N^2A/l
On
'N' nombre de voltes.
'l' longitud.
'µ0' és la permeabilitat de l'espai lliure.
'µr' és la permeabilitat relativa.
'µr' per al ferro és superior a 1 (>1)
'µr' per al coure és inferior a 1 (<1)
'A' és una àrea de la bobina.
Com triar un inductor de nucli de ferro?
Els inductors tenen propietats i funcions diferents segons la seva forma, el material del nucli o l'ús. Per tant, cal tenir en compte aquestes funcions i propietats per seleccionar l'inductor correcte per a una aplicació específica. Per tant, hi ha molts factors que cal tenir en compte a l'hora de seleccionar un inductor de nucli de ferro com el rendiment d'un inductor, els requisits del circuit, les consideracions de RF, la mida i el blindatge d'un inductor, el percentatge de tolerància, etc. Així, els factors que afecten el s'ha de tenir en compte la inductància.
Factors que afecten
En qualsevol tipus d'inductor, hi ha alguns factors que afecten la inductància de la bobina que es comenten a continuació.
Nombre de voltes dins de la bobina
Si el nombre de voltes dins de la bobina és més gran, la magnitud de la inductància serà més alta.
Longitud de la bobina
Quan la longitud de la bobina sigui més llarga, la magnitud de la inductància serà menor.
Material bàsic
Si la permeabilitat magnètica del material del nucli és més gran, llavors la inductància serà més gran.
Avantatges i inconvenients
El avantatges dels inductors de nucli de ferro incloure el següent.
- Aquests inductors tenen menys pèrdues.
- La seva mida i construcció són senzilles.
- Aquest tipus d'inductor té un alt factor Q.
- Aquests inductors tenen un gran valor d'inductància.
El desavantatges de la inducció del nucli de ferro rs inclouen el següent.
- En aquests inductors, la pèrdua augmenta a altes freqüències.
- Aquest inductor té un aïllament complicat.
- Aquests inductors tenen més corrent de Foucault i també una classificació de corrent harmònic.
Aplicacions/Usos
Les aplicacions dels inductors de nucli de ferro inclouen les següents.
- Aquests inductors s'utilitzen en circuits de filtre per estabilitzar la tensió ondulada.
- És extremadament útil en aplicacions AF i fonts d'alimentació industrials.
- Es poden utilitzar com a estrangulador AF dins de llums de tubs fluorescents.
- S'utilitzen en sistemes inversors.
- S'utilitzen en trànsit ràpid i condicionament d'energia.
Per tant, aquesta és una visió general d'un nucli de ferro inductor - treballant amb aplicacions. En general, molts inductors inclouen un nucli magnètic que està fet amb ferro o ferrita disposat a la bobina. L'efecte del nucli de ferro a l'inductor és augmentar el camp magnètic i, per tant, la inductància. Els valors d'inductància d'aquests inductors són molt elevats a causa del seu nucli de ferro. Així que poden gestionar la màxima potència encara que estan limitats dins de la capacitat d'alta freqüència. S'utilitzen principalment en aplicacions basades en baixa freqüència com ara equips d'àudio. Aquí teniu una pregunta per a vosaltres, què és un inductor de nucli d'aire ?
