Els inductors són els components més significatius en el domini elèctric. En comparació amb altres tipus d'inductors , l'inductor toroidal té un paper clau en diversos equips industrials i comercials perquè aquests inductors són coneguts pels seus nivells específics de capacitat de càrrega actual i inductància . Així, actualment, moltes indústries depenen dels inductors toroidals per complir amb els estàndards internacionals que necessiten camps electromagnètics mínims en la fabricació de béns de consum. En molts dispositius electrònics, aquests inductors s'utilitzen per restringir les emissions del camp magnètic que poden tenir efectes molt greus sobre la salut dels consumidors. Així doncs, per superar aquestes emissions, els fabricants d'electrònica han d'utilitzar materials toroidals de primera qualitat. Aquest article tracta una visió general d'a Inductor toroidal – Treballar amb aplicacions.
Què és l'inductor toroidal?
Una bobina aïllada ferida en un nucli magnètic en forma d'anell que està feta amb diferents materials com ferrita, ferro en pols, etc. es coneix com a inductor toroidal. Aquests inductors tenen més inductància per a cada volta i poden transportar un corrent addicional en comparació amb els solenoides amb el mateix material i mida. Per tant, s'utilitzen principalment quan són necessàries grans inductàncies. El símbol de l'inductor toroidal es mostra a continuació. Hi ha diferents tipus d'inductors toroidals com ara toroide estàndard, potència SMD, toroide d'alta temperatura, toroide acoblat, inductors toroidal de mode comú, etc.
Construcció d'inductors toroidals
Els inductors toroidals es construeixen amb un nucli magnètic en forma de rosquilla o anell circular que està ferit amb una longitud de fil de coure. Aquests anells estan fets amb diferents materials ferromagnètics com acer al silici, ferrita, ferro laminat, pols de ferro o níquel. Aquest tipus d'inductor té alts resultats d'acoblament entre bobinatge i saturació primerenca.
Aquesta construcció proporciona la pèrdua mínima dins del flux magnètic que ajuda a evitar l'acoblament del flux magnètic per altres dispositius. Aquest inductor té alts valors d'inductància i màxima eficiència de transmissió d'energia en aplicacions de baixa freqüència.
Principi de funcionament
Un inductor toroidal simplement funciona de manera similar a qualsevol altre inductor utilitzat per augmentar les freqüències als nivells necessaris. Un inductor toroidal es gira per induir una freqüència més alta. Aquests són econòmics i més eficients d'utilitzar en comparació amb els solenoides.
Quan es subministra corrent per tot l'inductor toroidal, genera un camp magnètic al seu voltant. Per tant, la força del camp magnètic generat depèn principalment del flux del valor actual.
El flux del camp magnètic també depèn del nombre de girs que són perpendiculars al flux de la direcció del corrent. Aquest flux canvia a la mateixa velocitat quan el canvi dins del corrent flueix per l'inductor. Quan el flux es connecta a la bobina, llavors indueix una força electromotriu a la bobina en una direcció inversa de la tensió aplicada.
Codi de color de l'inductor toroidal
Actualment, els nuclis toroidals són accessibles com recoberts i no recoberts per utilitzar-los en una varietat d'aplicacions. Els nuclis recoberts proporcionen un radi de cantonada més suau, així com una superfície de bobinatge. En aquests nuclis, un recobriment és útil per proporcionar una cobertura addicional de vora, protecció de vora i una funció d'aïllament.
Hi ha diferents recobriments de color que s'utilitzen en nuclis toroidals com la pintura epoxi i el recobriment de Parylene. La pintura epoxi està disponible en diferents colors com blau, gris i verd amb CFR. El recobriment epoxi està aprovat per UL i s'utilitza principalment per revestir els nuclis toroidals.
- El recobriment de parilene s'utilitza principalment per a petits anells de nucli toroidal que tenen un recobriment de baix gruix i una alta resistència dielèctrica.
- El recobriment dels nuclis toroidals fa que la permeabilitat inicial disminueixi en funció de la mida del nucli. Per tant, això també pot ocórrer sempre que els nuclis toroidals estiguin sotmesos a una alta permeabilitat i forces de bobinat més altes.
Hi ha molts avantatges d'utilitzar nuclis toroidals recoberts de colors. - Aquests nuclis es combinen bé amb diversos tipus de recobriments com epoxi, parileno i recobriments en pols per augmentar el bobinatge fàcilment i també millorar la ruptura de tensió.
- El rang de temperatura dels recobriments epoxi per treballar és de fins a 200 graus centígrads.
- El recobriment proporciona protecció per a les vores i també una funció d'aïllament als nuclis.
- El recobriment toroidal és necessari per generar una barrera d'aïllament entre el cable i els nuclis toroidals per evitar un curtcircuit.
- El recobriment de color no afecta el valor AL del toroide.
- Un nucli toroidal amb un recobriment epoxi ofereix molts avantatges com la resistència, la durabilitat, la resistència a la humitat, la resistència química i les fortes propietats dielèctriques.
Camp magnètic inductor toroidal
El camp magnètic de l'inductor toroidal es calcula mitjançant la fórmula següent.
B = (μ0 N I/2 π r)
On
'I' denota la quantitat de flux de corrent al llarg del toroidal.
'r' és el radi mitjà del toroide.
'n' és el no. de voltes per a cada unitat de longitud.
N = 2rn és el nombre mitjà de voltes del toroide per a cada unitat de longitud.
Avantatges i inconvenients
El avantatges dels inductors toroidals incloure el següent.
- Aquests inductors són lleugers.
Un inductor toroidal és més compacte en comparació amb altres nuclis amb forma perquè estan fets amb menys materials. - Els inductors toroides generen una alta inductància perquè el nucli de bucle tancat té un camp magnètic fort i emeten interferències electromagnètiques molt baixes.
- Aquests són molt més silenciosos en comparació amb altres inductors típics a causa de la manca d'espai d'aire.
- L'inductor toroidal té un nucli de bucle tancat, de manera que tindrà un camp magnètic elevat, una inductància i un factor Q més alts.
- Els bobinatges són força curts i ferits en un camp magnètic tancat, de manera que augmentarà el rendiment elèctric, l'eficiència i reduirà els efectes de distorsió i serrells.
- A causa de l'equilibri d'un toroide, el petit flux magnètic s'escaparà del nucli és baix. Per tant, aquest inductor és molt eficient i irradia menys EMI (interferència electromagnètica) als circuits propers.
El desavantatges dels inductors toroidals incloure el següent.
- El nucli toroidal causa problemes de tant en tant durant el funcionament real i les proves.
- És molt difícil de bobinar amb màquina.
- En aquests inductors, aconseguir l'aïllament és més complicat i també molt difícil tenir un buit magnètic entre bobinatges.
- Els toroides són més difícils d'enrotllar i també d'afinar. Tanmateix, són més eficients per produir les inductàncies necessàries. Per a la mateixa inductància que un solenoide normal, un toroide requereix menys voltes i es pot fer més petit.
Aplicacions
Les aplicacions dels inductors toroidals inclouen les següents.
- Aquests inductors s'utilitzen en diferents indústries, des de la indústria de les telecomunicacions fins a la sanitat.
- Els inductors toroides són aplicables en telecomunicacions, dispositius mèdics, controls industrials, instruments musicals, llasts, frens electrònics, equips de refrigeració, embragatges electrònics, camps aeroespacials i nuclears, amplificadors i equips d'aire condicionat.
- Aquests s'utilitzen en diferents circuits electrònics com inversors, fonts d'alimentació i amplificadors i també en equips elèctrics com ordinadors, ràdios, televisors i sistemes d'àudio.
- S'utilitzen per aconseguir l'eficiència energètica quan les freqüències baixes necessiten inductància.
- S'utilitzen en SMPS o Fonts d'alimentació en mode de commutació , EMI ( Interferència electromagnètica ) circuits sensibles i aplicacions de filtres.
Així, això és una visió general d'un inductor toroidal i hi ha diversos tipus d'inductors disponibles que s'utilitzen en diferents indústries. La selecció d'aquests inductors depèn principalment de diferents característiques com la mida de la caixa, la dimensió, la resistència de CC, la tolerància, la inductància nominal, el tipus d'embalatge i la classificació actual. Totes aquestes funcions tenen un paper clau a l'hora de triar l'inductor toroidal exacte per a la vostra aplicació específica. Aquí teniu una pregunta per a vosaltres, què és un inductor de nucli d'aire?
