Induttore Air Core: costruzione, funzionamento, induttanza e sue applicazioni

Un induttore è un componente elettrico utilizzato principalmente per immagazzinare energia quando la corrente lo attraversa all'interno di un campo magnetico. Gli induttori sono generalmente realizzati con un filo conduttore avvolgendolo in una bobina attorno a un nucleo interno dove ogni giro di filo è chiamato avvolgimento. In un induttore, il numero di avvolgimenti all'interno della bobina è correlato direttamente all'induttanza. Ce ne sono diversi tipi di induttori disponibile dove l'induttore del nucleo dell'aria è uno dei tipi. Questo è un induttore con nucleo non magnetico che è anche chiamato bobina con nucleo d'aria. Questi induttori sono utilizzati in applicazioni dove basso induttanza & alta frequenza sono richiesti. Questo articolo discute una panoramica di un induttore a nucleo d'aria – lavorare con le applicazioni.

Cos'è l'induttore Air Core?

Un tipo di induttore o bobina di filo senza un nucleo magnetico nella bobina è noto come induttore a nucleo d'aria o induttore a bobina d'aria. In questo induttore, un nucleo d'aria garantisce un'induttanza di picco inferiore, tuttavia, diminuisce anche le perdite di energia associate mediante induttori di ferrite. L'assenza di perdite nel nucleo consente agli induttori del nucleo in aria di funzionare alle massime frequenze. Un simbolo dell'induttore del nucleo d'aria è mostrato di seguito.

Questi tipi di induttori vengono utilizzati ogni volta che la quantità di induttanza è meno richiesta e non hanno una perdita di nucleo perché non c'è nucleo. Tuttavia, il numero di giri in questo induttore dovrebbe essere maggiore rispetto ad altri induttori che hanno il nucleo. Generalmente, gli induttori ceramici sono spesso chiamati induttori a nucleo d'aria. Questi induttori forniscono soluzioni efficienti soprattutto per i requisiti magnetici in modalità di commutazione quando ci si concentra su alta frequenza, elevata linearità e ridotta perdita del nucleo.

Costruzione

La costruzione di base dell'induttore del nucleo d'aria è costituita da bobine con un numero di spire di filo che vengono avvolte su un normale cartone. Pertanto, la ceramica o il formatore di plastica possono essere utilizzati come materiale isolante. In questo induttore, lo spazio vuoto in un formatore di carta o plastica funziona come un nucleo. Quindi questo spazio vuoto non ha altro che aria all'interno del primo, noto come induttore del nucleo d'aria. Pertanto, l'aria funziona come un nucleo.

Principio di funzionamento

Questi induttori funzionano sulla base del fatto che l'aria ha una conduttività elettrica abbastanza minima. Quindi anche l'induttanza del nucleo d'aria è bassa, producendo un debole campo magnetico. A causa della piccola generazione di campo magnetico dei nuclei d'aria, raggiunge un aumento di corrente più rapido evitando la perdita di segnale. Questa perdita si verifica principalmente ogni volta che un induttore genera elevate intensità di campo magnetico all'interno di un circuito elettrico.

Differenza b/n Induttore a nucleo d'aria Vs Induttore a nucleo solido

La differenza tra induttori a nucleo d'aria e induttori a nucleo solido include quanto segue.

Induttanza dell'induttore del nucleo d'aria

La formula dell'induttanza dell'induttore del nucleo d'aria a strato singolo può essere semplicemente espressa come d2n2/18d+40z .

Dove,

'D' rappresenta il diametro della bobina.
'n' rappresenta il n. di spire all'interno della bobina.
'z' rappresenta la lunghezza dell'induttore.
L'induttanza è semplicemente misurata in μH o microhenry..

Vantaggi e svantaggi

Il vantaggi degli induttori a nucleo d'aria include il seguente.

• La costruzione di questo induttore è molto semplice.
• Questi induttori offrono numerosi vantaggi senza saturazione, senza perdite di ferro e funzionamento ad alta frequenza.
• Non dipende dal tasso di corrente che trasporta.
• Questo induttore rimuove anche le perdite di ferro dal nucleo magnetico.
• Alle alte frequenze, questo induttore non ha perdite e distorsioni del nucleo.
• Questo tipo di induttore non è costoso.
• La leggera perdita di segnale si verifica alla massima intensità del campo magnetico.
• Una frequenza elettromagnetica trasportata da questo induttore è fino a 1 GHz, tuttavia quando la frequenza supera i 100 MHz, gli induttori del nucleo ferromagnetico subiscono una perdita.

Il svantaggi degli induttori a nucleo d'aria include il seguente.

• La dimensione di questo induttore è grande.
• Il fattore Q di questo induttore è basso.
• L'alto valore di induttanza di questi induttori non è possibile.
• Il numero di giri all'interno di una bobina necessari per raggiungere l'induttanza simile che si verificherebbe all'interno di un induttore a nucleo solido.
• La minore conducibilità elettrica dell'aria si converte in una bassa permeabilità magnetica e quindi in una minore induttanza.

Applicazioni / usi dell'induttore con nucleo d'aria

Le applicazioni degli induttori con nucleo d'aria includono quanto segue.

• Questi induttori sono utilizzati principalmente per la progettazione di bobine di sintonizzazione RF.
• Questi sono necessari per diverse applicazioni come dispositivi informatici, dispositivi elettronici, TV, dispositivi di comunicazione, caricabatterie mobili e DVD.
• Questi induttori sono impiegati anche in circuiti snubber, filtri e applicazioni ad alta frequenza come ricevitori televisivi e radio.
• Questo induttore può essere utilizzato anche in applicazioni a bassa frequenza che vanno da 20 Hz a 1 MHz.
• Questi sono utilizzati principalmente per l'accoppiamento interstadio.
• Questi induttori svolgono un ruolo chiave nella progettazione di bobine di sintonizzazione RF e IF.
• Viene utilizzato per garantire un'induttanza di picco inferiore, ma riduce anche le perdite di energia associate induttori di ferrite .
• Questi induttori sono utilizzati nei trasmettitori radio per ridurre le vibrazioni armoniche quando i segnali elettromagnetici li attraversano.
• Questi sono utilizzati negli altoparlanti stereo Hi-Fi per garantire la minima distorsione del suono.

Quindi, questo è tutto una panoramica di un induttore a nucleo d'aria – lavorare con le applicazioni. Questi induttori forniscono semplicemente soluzioni efficaci per i requisiti magnetici della modalità di commutazione, in particolare quando ci si concentra su alta frequenza, elevata linearità e ridotta perdita del nucleo. Inoltre, queste sono anche soluzioni ideali quando lo spazio non è proibitivo. Ecco una domanda per te, qual è la funzione di un induttore?