Induktor je elektronička komponenta koja se koristi za pohranu električne energije unutar magnetskog polja nakon što kroz njega prođe električna struja. Induktori se obično izrađuju u zavojnicu s izoliranom žicom namotanom. Kad god se struja dovodi kroz ovu zavojnicu s lijeve na desnu stranu, generira se magnetsko polje u smjeru kazaljke na satu. Dakle, induktori će se oduprijeti svakoj promjeni unutar struje koja teče kroz njih. Općenito, induktori su dostupni u tri vrste zračne jezgre, željezne jezgre i feritne jezgre. Induktori tipa sa zračnom i željeznom jezgrom jednostavno nose operacije minimalne frekvencije, veće gubitke i niske induktivnost dok induktor s feritnom jezgrom ima visoku propusnost, visoku induktivnost i fiksnu vrijednost. Stoga ovaj članak pruža kratke informacije o a induktor s feritnom jezgrom – rad s aplikacijama.
Što je induktor s feritnom jezgrom?
Definicija induktora s feritnom jezgrom je pasivna električna komponenta s dva priključka koja se koristi za otpor promjenama u električnoj struji koja kroz nju teče. Ovaj induktor koristi feritni materijal poput glavne jezgre koji ima visoku električnu vrijednost otpornost & visoka magnetska propusnost. Dok se koriste feritne jezgre unutar induktori , potrebno je uzeti u obzir različite čimbenike poput visoke zasićenosti, visoke impedancije, manje gubitaka, stabilnosti unutar temperature i svojstava materijala. Stoga se obično koristi s dobavljačima energije i aplikacijama za upravljanje napajanjem. Simbol induktora feritne jezgre prikazan je u nastavku.
Znamo da se u induktoru s feritnom jezgrom feritni materijal koristi kao jezgra. Dakle, opći sastav ferita je XFe2O4, gdje 'X' označava prijelazni materijal. Općenito, feriti koji se koriste u induktorima dostupni su u dvije vrste mekih i tvrdih ferita.
Meki feritni materijali imaju sposobnost preokrenuti svoj polaritet bez ikakve vanjske energije.
Tvrdi feriti su trajni magneti kod kojih se polaritet neće mijenjati čak ni nakon što se magnetsko polje odvoji.
Princip rada induktora s feritnom jezgrom
Induktor s feritnom jezgrom dopušta protoku struje da generira magnetsko polje, a promjena unutar magnetskog polja rezultira protokom suprotne struje. Tako mijenjaju energiju iz električne u magnetsku i pohranjuju energiju u sebi.
Induktor s feritnom jezgrom koristi materijal feritne jezgre koji je jedna vrsta magnetske jezgre izrađene od ferita. Nakon što se te metalne jezgre iskoriste u ovim induktorima, tada će promjenjivo magnetsko polje pokazivati velike vrtložne struje zbog električne vodljivosti jezgre (metala). Dakle, te struje teku u induktorima zajedno sa strujnom zatvorenom petljom.
Uloga feritne jezgre u ovim induktorima je pomoći u poboljšanju performansi induktora jednostavnim pružanjem maksimalne propusnosti zavojnice kako bi se povećao njihov induktivitet i magnetsko polje.
Općenito, raspon propusnosti unutar induktora s feritnom jezgrom kreće se od 1400 do 15 000 ovisno o vrsti korištenog feritnog materijala. Dakle, ovi induktori imaju visoku induktivnost prema procjeni drugih vrsta induktora zračnim jezgrama.
Kako izračunati induktivitet induktora s feritnom jezgrom?
U feritnim induktorima, pojam ferit je skup keramičkih materijala koji uključuju neka jaka elektromagnetska svojstva poput visoke propusnosti u kombinaciji s niskom električnom vodljivošću.
Jednostavan feritni induktor može se dizajnirati omotavanjem najmanje 20 zavoja žice oko feritne šipke. Tako se induktivitet feritne šipke može mjeriti uz pomoć mjerača induktiviteta. Ovdje je induktivitet označen s 'L', a broj zavoja označen je s 'N'.
Sada izračunajte AL vrijednost feritnog induktora. Ovdje je vrijednost 'AL' osnovni odnos između induktiviteta određene feritne jezgre i br. zavoja. Sljedeća formula se koristi za izračunavanje AL vrijednosti.
AL = [(100/N)^2)] x L.
Na primjer, ako ste izmjerili vrijednost 'L' u koraku 1 kao 15 uH, tada će ekvivalentna vrijednost 'AL' biti:
AL = [(100/20)^2] x 15uH =( 5^2) x 15uH = 25 x 15uH = 375 uH.
Sljedeća formula se koristi za izračunavanje vrijednosti induktiviteta (L) korištenjem AL vrijednosti za 'N'.
L = AL/[(100/N)^2].
Na primjer: ako je N 10, L = 375/[(100/10)^2] = 375/[10^2] = 375/100 = 3,75uH.
Ako je N = 20, L = 375/[(100/20)^2] = 375/[5^2] = 375/25 = 15uH.
Odozgo možemo primijetiti da će se induktivitet povećati kada se N poveća. To je uglavnom zbog postavljanja niza zavoja žice oko petlje, a zatim fokusira magnetsko polje u manji prostor, gdje god može biti učinkovitije i proizvesti veću induktivnost.
Karakteristike induktora s feritnom jezgrom
The karakteristike induktora feritne jezgre uključuju sljedeće.
- Induktori s feritnom jezgrom imaju niske gubitke vrtložne struje, visok električni otpor i visoku propusnost. Dakle, ove karakteristike će učiniti ove induktore za korištenje u visokofrekventnim aplikacijama.
- U ovim vrstama induktora, protok struje će generirati magnetsko polje, a varijacije unutar magnetskog polja će rezultirati protokom suprotne struje.
- Oni mijenjaju energiju iz električnog oblika u magnetski i pohranjuju tu pretvorenu energiju u sebi.
Oni dopuštaju istosmjernoj, ali ne i izmjeničnoj struji da teče kroz njih pri maksimalnim frekvencijama. - Imaju faktore visoke kvalitete, minimalno rasipno polje, visoku induktivnost i performanse u odnosu na temperaturu.
Gubici
Induktori s feritnom jezgrom pokazuju gubitke poput vrtložna struja i histereza. Ovi induktori uglavnom ovise o razinama frekvencije. U ovoj vrsti induktora, gubici vrtložnih struja eksponencijalno rastu, dok gubici zbog histereze linearno rastu s povećanjem fluksa i frekvencije.
Od ova dva gubitka u ovom induktoru, gubitak zbog histereze je vodeći, međutim do razine frekvencije koja ovisi o performansama jezgre, iznad koje je gubitak vrtložne struje u većini.
Prednosti i nedostatci
The prednosti induktora s feritnom jezgrom uključuju sljedeće.
- Induktori s feritnom jezgrom mogu raditi na visokim i srednjim frekvencijama.
- Ovaj induktor ima manje gubitaka na vrtložne struje.
- Ovi induktori igraju značajnu ulogu u kontroli različitih parametara kao što su gubitak histereze i temperaturni koeficijent podešavanjem zračnog raspora.
- Omogućuju potpuni pregled.
- Ima najveću vrijednost induktiviteta.
- Ovaj induktor osigurava odgovarajuću vrijednost induktiviteta čak i za veće vrijednosti.
- Ima maksimalnu propusnost s manjim gubicima.
- Q faktor se može namjestiti u potrebnom frekvencijskom pojasu.
Nedostaci
The nedostaci induktora s feritnom jezgrom uključuju sljedeće.
- U induktorima s feritnom jezgrom gubitak će se povećati na višim frekvencijama.
- Ovi induktori imaju kompliciranu izolaciju.
- Imaju jaču vrtložnu struju, a također i nazivnu harmonijsku struju.
Primjena induktora s feritnom jezgrom
The primjene induktora s feritnom jezgrom uključuju sljedeće.
- Induktori s feritnom jezgrom uglavnom se koriste u različitim aplikacijama električnih krugova kao što su širokopojasne veze, pretvorba energije i potiskivanje smetnji.
- Ovi induktori se koriste u zavojnicama koje se aktiviraju u frekvencijskom rasponu između AF i 100 MHZ.
- Oni su primjenjivi u energetskim transformatorima koji rade od 1 do 200 kHz niskofrekventnog područja.
- Koriste se i na visokim i na srednjim frekvencijama.
- Ovi induktori se koriste u sklopnim krugovima, Pi filteri , a također i unutar antene od feritne šipke koja je uglavnom dizajnirana za MW (srednjovalne) prijamnike.
- Oni se koriste u napajanje ili komponente za kondicioniranje napajanja.
Dakle, ovo je pregled induktora s feritnom jezgrom koji je induktor fiksne vrijednosti. Ovaj induktor ima feritnu jezgru smještenu unutar zavojnice. Drugi induktori poput zračne jezgre i željezne jezgre imaju manju vrijednost induktiviteta, više gubitaka i rad s ograničenom frekvencijom. Dakle, korištenjem induktora s feritnom jezgrom ti se problemi mogu riješiti. Stoga je ovaj induktor ispravan izbor za različite električne zahtjeve. Ovdje je pitanje za vas, koja je funkcija induktora?
