Индукторы используются для преобразования электрической энергии почти в каждой цепи силовой электроники. Это активные накопители энергии, используемые для обеспечения накопленной энергии между различными режимами работы в цепи. Кроме того, они также могут работать в качестве фильтров, особенно для сигналов коммутируемого тока, а также обеспечивают ограничение переходного тока в демпфирующих переключателях. Индукторы подразделяются на разные типы в зависимости от конкретных материалов и методов изготовления, где каждый тип индуктора имеет свои преимущества. Итак, в этой статье обсуждается один из типов катушек индуктивности, таких как индуктор с железным сердечником – работа с приложениями.
Что такое индуктор с железным сердечником?
Катушка индуктивности с фиксированным значением, в которой внутри катушки используется железный сердечник для увеличения значения индуктивности катушки индуктивности, известна как катушка индуктивности с железным сердечником. Эти катушки индуктивности имеют очень низкий индуктивность значение и железный сердечник этого индуктора имеет очень уникальные магнитные характеристики, которые усиливают магнитное поле. символ индуктора с железным сердечником показано ниже.
Конструкция индуктора с железным сердечником
Катушка индуктивности с железным сердечником изготовлена из проводящего материала в виде катушки с изолированным медным проводом, обернутого вокруг железного сердечника. Этот проводящий материал просто помогает усиливать магнитное поле индуктора, делая индуктор лучше хранящим магнитную энергию по сравнению с индуктором с воздушным сердечником с таким же количеством витков.
В традиционной конструкции железный сердечник будет прокладываться вокруг геометрической формы, которая окружает спиральную катушку. Провода часто включают такие материалы, как сплавы никеля и железа, магний и кадмий. Эти провода используются в диапазоне размеров от 0,014 до 0,56 мм, в зависимости от уровня тока приложений и диапазона частот, охватываемых индуктивным компонентом. Количество витков между обмотками определяет электрическую индукцию в системе проводников, которая возникает при приложении напряжения к обмоткам компонентов.
Традиционная конструкция индуктора с магнитным сердечником использует железный сердечник и ферритовый материал, который обернут магнитными цепями для обеспечения желаемой индуктивности. Типичная конструкция железного сердечника состоит из геометрии, в которой две или более параллельных цилиндрических перегородки, скорее всего, намотаны на оправку, а затем покрыты эпоксидной смолой для создания необходимого магнитного барьера внутри цилиндрических пространств. Эта продольная обмотка обычно соединяется с образованием замкнутого контура, соответствующего длине нашего материала сердечника pi.
Принцип работы
Принцип работы индуктора с железным сердечником основан на том свойстве, что магнитная индукция пропорциональна скорости изменения магнитного потока в цепи. Поэтому, когда переменный ток проходит через одновитковую катушку на основе железа, магнитное поле электричества в катушке пытается пройти мимо оси, что приводит к образованию вихревых токов внутри металла. Эти токи создают магнитное поле, которое действует на первичную обмотку, что приводит к противоположной магнитной полярности и, таким образом, компенсирует напряжение от утечек в проводах. Чем больше витков в катушке и чем больше ее сопротивление, тем мощнее этот компенсирующий эффект. Вот почему большое количество электроэнергии может подаваться на проводники с железным сердечником без каких-либо повреждений.
Кроме того, когда сердечник перемещается внутри и снаружи катушки с проволокой, он может изменять индуктивность. По сравнению с индукторами с воздушным сердечником, эти индукторы лучше сохраняют магнитную энергию, потому что железный материал способствует усилению магнитного поля индуктора.
Индуктор с железным сердечником против воздушного сердечника
Различия между индукторами с железным сердечником и индукторами с воздушным сердечником заключаются в следующем.
|
Индуктор с железным сердечником |
Индуктор с воздушным сердечником |
| Катушки индуктивности с железным сердечником используют магнитные сердечники из феррита/железа.
|
В проводниках с воздушным сердечником могут использоваться керамика, пластик или другие немагнитные материалы; в противном случае у них есть воздух только внутри обмоток. |
| Эти катушки индуктивности имеют большие значения индуктивности. | Катушки индуктивности с воздушным сердечником имеют низкие значения индуктивности. |
| Эти катушки индуктивности лучше всего сохраняют магнитную энергию. | Эти катушки индуктивности не являются лучшими в накоплении магнитной энергии. |
| Эти катушки индуктивности обычно имеют некоторые потери в сердечнике.
|
Эти катушки индуктивности очень эффективны на высоких частотах, поэтому они не страдают от потерь в сердечнике. |
| Эти большие по размеру. | Эти небольшие по размеру. |
| Катушки индуктивности работают на частотах до нескольких сотен МГц (мегагерц). | Катушки индуктивности работают на частоте до 1 ГГц. |
| Они часто используются в низкочастотных приложениях, таких как аудиоустройства, источники питания в промышленности, инверторные системы и т. д. | Они часто используются в высокочастотных приложениях, таких как телевизионные и радиоприемники.
|
Формула индуктора с железным сердечником
В индукторе, если используемый стержень является магнитным, таким как железо или феррит, это увеличит индуктивность индуктора. Точно так же, если используемый стержень немагнитен, например, из меди или любого другого материала, это уменьшит индуктивность катушки индуктивности. Формула для расчета индуктивности:
L = µ0 µr N^2A/л
Где
«N» число оборотов.
длина «л».
«µ0» — проницаемость свободного пространства.
«µr» — относительная проницаемость.
«µr» для железа больше 1 (>1)
‘µr’ для меди меньше 1 (<1)
«А» — площадь катушки.
Как выбрать индуктор с железным сердечником?
Катушки индуктивности имеют различные свойства и функции в зависимости от их формы, материала сердечника или использования. Таким образом, следует знать об этих функциях и свойствах, чтобы выбрать правильный индуктор для конкретного приложения. Таким образом, существует множество факторов, которые необходимо учитывать при выборе индуктора с железным сердечником, таких как производительность индуктора, требования к схеме, соображения по ВЧ, размер и экранирование индуктора, процент допуска и т. д. Таким образом, факторы, влияющие на следует учитывать индуктивность.
Воздействующие факторы
В любом типе индуктора есть некоторые факторы, влияющие на индуктивность катушки, которые обсуждаются ниже.
Количество витков в катушке
Если количество витков в катушке больше, то величина индуктивности будет выше.
Длина катушки
Чем длиннее катушка, тем меньше индуктивность.
Основной материал
Если магнитная проницаемость материала сердечника больше, то и индуктивность будет больше.
Преимущества и недостатки
Преимущества индукторов с железным сердечником включая следующее.
- Эти катушки индуктивности имеют меньшие потери.
- Его размер и конструкция просты.
- Этот тип катушки индуктивности имеет высокую добротность.
- Эти катушки индуктивности имеют большое значение индуктивности.
недостатки индукции с железным сердечником rs включает следующее.
- В этих индукторах потери увеличиваются на высоких частотах.
- Этот индуктор имеет сложную изоляцию.
- Эти катушки индуктивности имеют больше вихревых токов, а также рейтинг гармонических токов.
Приложения/использования
Применение индукторов с железным сердечником включает следующее.
- Эти катушки индуктивности используются в цепях фильтров для стабилизации напряжения пульсаций.
- Это чрезвычайно полезно в приложениях AF и промышленных источниках питания.
- Их можно использовать в качестве дросселя AF в люминесцентных лампах.
- Они используются в инверторных системах.
- Они используются в скоростном транспорте и энергетическом кондиционировании.
Итак, это обзор железного сердечника индуктор - рабочий с приложениями. Как правило, многие индукторы включают магнитный сердечник, сделанный из железа или феррита, размещенного в катушке. Эффект железного сердечника в индукторе заключается в увеличении магнитного поля и, следовательно, индуктивности. Значения индуктивности этих индукторов очень высоки из-за их железного сердечника. Таким образом, они могут работать с максимальной мощностью, хотя и ограничены высокочастотными возможностями. Они в основном используются в низкочастотных приложениях, таких как аудиооборудование. Вот вопрос к вам, что такое индуктор с воздушным сердечником ?
