Доступны различные типы индукторов в зависимости от размеров и номиналов. Их физические размеры варьируются от крошечных до огромных трансформаторов, в зависимости от потребляемой мощности и частоты используемого переменного тока. Как один из основные компоненты, используемые в электронике , индукторы широко используются в гораздо более широких областях применения, таких как управление сигналами, устранение шума, стабилизация напряжения, power electronic оборудование, автомобильные операции и т. д. В настоящее время совершенствование методов проектирования катушек индуктивности значительно повышает производительность остальной цепи.
Типы индукторов
Различные типы индукторов
Для разнообразного электронного компонента, используемого в широком спектре приложений, требуются различные типы индукторов. Они бывают разных форм, размеров, включая проволочные и многослойные индукторы. Различные типы индукторов включают высокочастотные индукторы, индукторы линии питания или силовые индукторы и индукторы для общих цепей. Дифференциация индукторов зависит от типа обмотки и используемого сердечника.
Индукторы с воздушным сердечником
Индуктор с воздушным сердечником
В этом типе индуктора сердечник полностью отсутствует. Эти катушки индуктивности обеспечивают путь магнитного потока с высоким сопротивлением, следовательно, меньшую индуктивность. Катушки индуктивности с воздушным сердечником имеют большие катушки для обеспечения более высокой плотности потока. Они используются в высокочастотных приложениях, включая теле- и радиоприемники.
Индукторы с ферромагнитным или железным сердечником
Индуктор с железным сердечником
Благодаря своей более высокой магнитной проницаемости они обладают высокой индуктивностью. Это мощные индукторы, но их пропускная способность по более высокой частоте ограничена из-за гистерезиса и потерь на вихревые токи.
Конструкции трансформаторов являются примерами этого типа.
Индукторы с ферритовым сердечником
Индукторы с ферритовым сердечником
Это различные типы катушек индуктивности, которые обладают преимуществами меньшей стоимости и низких потерь в сердечнике на высоких частотах. Феррит - это металлооксидная керамика на основе смеси оксида железа Fe2O3. Мягкие ферриты используются в конструкции сердечника для уменьшения потерь на гистерезис.
Индукторы с тороидальным сердечником
Индукторы с тороидальным сердечником
В этих индукторах катушка намотана на тороидальный кольцевой формирователь. У этого типа индуктора очень низкая утечка магнитного потока. Однако для создания индуктора этого типа требуются специальные намоточные машины. Иногда для уменьшения потерь в этой конструкции также используется ферритовый сердечник.
Катушечные индукторы
Катушечные индукторы
В этом типе катушка намотана на шпульку. Конструкции катушечных индукторов сильно различаются по номинальной мощности, уровням напряжения и тока, рабочей частоте и т. Д. Они в основном используются в импульсных источниках питания и преобразователях мощности.
Многослойные индукторы
Многослойные индукторы
Многослойный индуктор содержит два рисунка проводящих катушек, которые расположены в два слоя в верхней части многослойного корпуса. Катушки последовательно соединены электрически последовательно с еще двумя рисунками проводящих катушек, расположенными в нижней части многослойного корпуса. Они в основном используются в системах мобильной связи и в приложениях для подавления шума.
Тонкопленочные индукторы
Тонкопленочные индукторы
Они полностью отличаются от обычных индукторов чипового типа, намотанных медным проводом. В этом типе крошечные индукторы формируются с использованием тонкопленочной обработки для создания индуктора микросхемы для высокая частота приложений, который колеблется от примерно нано Генри.
Как работает индуктор?
Индуктор часто называют резистором переменного тока. Он сопротивляется изменениям тока и накапливает энергию в виде магнитного поля. Они просты по конструкции и состоят из витков медной проволоки, намотанной на сердечник. Этот сердечник может быть магнитным или воздушным. Различные типы индукторов могут использоваться в сложных приложениях, таких как беспроводная передача энергии .
Работа индуктора
Магнитопроводы могут быть тороидальными или сердечниками Е-типа. Для этого сердечника используются такие материалы, как керамика, феррит, железо. Катушка, по которой проходит электрический ток, создает магнитное поле вокруг проводника. Если сердечник помещен внутри катушки, образуется больше магнитных линий, при условии использования сердечника с высокой проницаемостью.
Магнитное поле индуцирует ЭДС в катушке, что приводит к протеканию тока. Согласно закону Ленца, индуцированный ток противодействует причине, которой является приложенное напряжение. Следовательно, индуктор противодействует изменению входного тока, которое приводит к изменению магнитного поля. Это уменьшение протекания тока из-за индукции называется индуктивным реактивным сопротивлением. Индуктивное реактивное сопротивление увеличится при увеличении числа витков в катушке. Он также сохраняет энергию в виде магнитного поля в процессе зарядки и разрядки и высвобождает энергию при переключении цепи. Области применения индукторов включают аналоговые схемы, обработку сигналов и т. д.
Факторы, влияющие на индуктивность индуктора
Возможность создания магнитных линий называется индуктивностью. Стандартная единица индуктивности - Генри. Величина развиваемого магнитного потока или индуктивность различных типов индукторов зависит от четырех основных факторов, обсуждаемых ниже.
- Количество витков в катушке
Если количество витков больше, создается большее количество магнитного поля, что приводит к большей индуктивности. Чем меньше витков, тем меньше индуктивность.
- Материал сердечника
Если материал, используемый для сердечника, имеет высокую проницаемость, индуктивность индуктора будет больше. Это связано с тем, что материалы с высокой проницаемостью обеспечивают путь для магнитного потока с низким сопротивлением.
- Площадь поперечного сечения катушки
Большая площадь поперечного сечения приводит к большей индуктивности, поскольку это дает меньшее сопротивление магнитному потоку с точки зрения площади.
- Длина катушки
Чем длиннее катушка, тем меньше будет индуктивность. Это потому, что для данной величины поля сила противодействия магнитному потоку больше.
Фиксированная индуктивность не позволяет пользователю изменять индуктивность, если она спроектирована. Но можно изменять индуктивность с помощью регулируемых катушек индуктивности, изменяя количество витков в любой момент времени или изменяя материал сердечника внутри и снаружи катушки.
Потери мощности в индукторе
Мощность, рассеиваемая в индукторе, в основном за счет двух источников: сердечника индуктора и обмоток.
Различные сердечники индуктора
Сердечник индуктора: Потери энергии в сердечнике индуктора происходят из-за гистерезиса и потерь на вихревые токи. Магнитное поле, приложенное к магнитному материалу, увеличивается, переходит до уровня насыщения, а затем уменьшается. Но при уменьшении не отслеживает первоначальный путь. Это вызывает гистерезисные потери. Меньшее значение коэффициента гистерезиса материалов сердечника приводит к низким гистерезисным потерям.
Другой тип потерь в сердечнике - это потери на вихревые токи. Эти вихревые токи индуцируются в материале сердечника из-за изменения скорости магнитного поля в соответствии с законом Ленца. Вихретоковые потери намного меньше потерь на гистерезис. Эти потери минимизированы за счет использования материалов с низким коэффициентом гистерезиса и многослойного сердечника.
Обмотки индуктора
Обмотки индуктора: В индукторах потери возникают не только в сердечнике, но и в обмотках. Обмотки имеют собственное сопротивление. Когда ток проходит через эти обмотки, в обмотках возникают тепловые потери (I ^ 2 * R). Но с увеличением частоты увеличивается сопротивление намотки из-за скин-эффекта. Скин-эффект заставляет ток концентрироваться на поверхности проводника, а не на его центрах. Таким образом, эффективная площадь токонесущей области уменьшается.
Кроме того, вихревые токи, индуцируемые в обмотках, вызывают индукцию тока в соседних проводниках, что называется эффектом близости.
Из-за перекрывающихся проводников в катушках эффект близости приводит к увеличению сопротивления проводника выше, чем в случае скин-эффекта. Потери в обмотках снижаются с помощью передовых технологий намотки, таких как обмотки из фольги и проволоки.
Надеюсь, моя статья была информативной и интригующей. Итак, вот вам основной вопрос: какова роль индукторов в электрических цепях?
Пожалуйста, дайте свой ответ в разделе комментариев ниже.Вы также можете поделиться своим мнением об этой статье и идеях.
Фото:
Различные индукторы от 1.bp.blogspot
Индуктор с воздушным сердечником от i01.i.aliimg
Индукторы с ферромагнитным или железным сердечником Agilemagco
Индукторы с ферритовым сердечником от соколакустика
Катушечные индукторы от электровизия
Многослойные индукторы от электронные продукты
Тонкопленочные индукторы от микрофабн
Как работают индукторы dw-индукционный нагрев
Различные сердечники индуктивности от i01.i.aliimg
Обмотка индуктора камень
