Induktory se používají pro přeměnu elektrické energie téměř v každém obvodu výkonové elektroniky. Jedná se o aktivní zařízení pro ukládání energie, která se používají k poskytování akumulované energie mezi různými provozními režimy v rámci okruhu. Kromě toho mohou také fungovat jako filtry, zejména pro spínané průběhy proudu a také poskytují omezení přechodového proudu v odlehčovacích spínačích. Induktory jsou klasifikovány do různých typů v závislosti na konkrétních materiálech a konstrukčních metodách, kde každý typ induktoru má určité výhody. Tento článek tedy pojednává o jednom z typů podobných induktorů induktor se železným jádrem – práce s aplikacemi.
Co je to Iron Core Inductor?
Induktor s pevnou hodnotou, ve kterém je v cívce použito železné jádro ke zvýšení hodnoty indukčnosti induktoru, je známý jako induktor se železným jádrem. Tyto induktory mají velmi nízkou indukčnost a železné jádro tohoto induktoru má velmi unikátní magnetické vlastnosti, které zesilují magnetické pole. The symbol induktoru se železným jádrem je zobrazen níže.
Konstrukce induktoru se železným jádrem
Tlumivka se železným jádrem je navržena s vodivým materiálem vinutým izolovaným měděným drátem obaleným kolem železného jádra. Tento vodivý materiál jednoduše pomáhá při zesilování magnetického pole induktoru tím, že induktor lépe uchovává magnetickou energii ve srovnání s induktorem se vzduchovým jádrem se stejným počtem závitů.
V konvenčním designu by železné jádro ovinulo geometrický tvar, který obklopuje spirálovitě konstruovanou cívku. Dráty často obsahují materiály, jako jsou slitiny niklu a železa, hořčík a kadmium. Tyto dráty se používají v rozsahu velikostí od 0,014 do 0,56 mm, v závislosti na aktuálních úrovních aplikací a rozsahu frekvencí pokrytých indukční součástí. Množství závitů mezi vinutími určuje elektrickou indukci v systému vodičů drátu, která vzniká, když je na vinutí součásti aplikováno napětí.
Tradiční konstrukce induktoru s magnetickým jádrem využívá železné jádro a feritový materiál, který je obalený magnetickými obvody pro zajištění požadované indukčnosti. Typická konstrukce železného jádra sestává z geometrie, ve které jsou dvě nebo více paralelních válcových přepážek navinuty s největší pravděpodobností na trn a poté potaženy epoxidovou pryskyřicí, aby se vytvořila nezbytná magnetická bariéra kolem vnitřku válcových prostorů. Toto podélné vinutí je obvykle spojeno tak, aby vytvořilo uzavřenou smyčku odpovídající délce našeho materiálu jádra pí.
Pracovní princip
Princip činnosti induktoru s železným jádrem je založen na vlastnosti, že magnetická indukce je úměrná rychlosti změny magnetického toku obvodem. Takže když střídavý proud prochází železnou jednootáčkovou cívkou, magnetické pole elektřiny v cívce se snaží tlačit za osu, což má za následek vířivé proudy vytvořené v kovu. Tyto proudy vytvářejí magnetické pole, které působí proti primární části, což má za následek opačnou magnetickou polaritu a tím ruší napětí z netěsností v vodičích. Čím více závitů je v cívce a její odpor, tím silnější je tento rušící efekt. To je důvod, proč lze do vodičů s železným jádrem přivádět velké množství elektrické energie, aniž by došlo k jakémukoli poškození.
Navíc, když se jádro pohybuje uvnitř a vně drátové cívky, může změnit indukčnost. Ve srovnání s induktory se vzduchovým jádrem jsou tyto induktory lepší při ukládání magnetické energie, protože železný materiál pomáhá zesilovat magnetické pole induktoru.
Iron Core Induktor vs Air Core
Rozdíly mezi induktory se železným jádrem a vzduchovým jádrem zahrnují následující.
|
Induktor se železným jádrem |
Induktor vzduchového jádra |
| Induktory se železným jádrem využívají magnetická jádra z feritu/železa.
|
Vodiče vzduchového jádra mohou využívat keramiku, plast nebo jiné nemagnetické materiály; jinak mají vzduch pouze ve vinutích. |
| Tyto induktory mají velké hodnoty indukčnosti. | Induktory vzduchového jádra mají nízké hodnoty indukčnosti. |
| Tyto induktory jsou lepší v ukládání magnetické energie. | Tyto induktory nejsou lepší v ukládání magnetické energie. |
| Tyto induktory mají obvykle určitou ztrátu jádra.
|
Tyto induktory jsou velmi účinné při vysokých frekvencích, takže netrpí ztrátou jádra. |
| Tyto jsou velké velikosti. | Tyto jsou malé velikosti. |
| Induktory pracují na frekvenci až několika stovek MHz (megahertz) | Induktory pracují na frekvenci až 1 GHz. |
| Ty se často používají v nízkofrekvenčních aplikacích, jako jsou audio zařízení, napájecí zdroje v průmyslu, invertorové systémy atd. | Ty se často používají ve vysokofrekvenčních aplikacích, jako jsou televizní a rozhlasové přijímače.
|
Vzorec induktoru se železným jádrem
V induktoru, pokud je použitá tyč magnetická jako železo nebo ferit, zvýší indukčnost induktoru. Podobně, pokud je použitá tyč nemagnetická, jako je měď nebo jakýkoli jiný materiál, sníží indukčnost induktoru. Vzorec pro výpočet indukčnosti je;
L = u0 ur N^2A/l
Kde
„N“ počet otáček.
délka „l“.
„µ0“ je propustnost volného prostoru.
„µr“ je relativní propustnost.
„µr“ pro železo je větší než 1 (>1)
„µr“ pro měď je menší než 1 (<1)
„A“ je oblast cívky.
Jak vybrat induktor se železným jádrem?
Induktory mají různé vlastnosti a funkce v závislosti na jejich tvaru, materiálu jádra nebo použití. Měli byste si tedy být vědomi těchto funkcí a vlastností, abyste mohli vybrat správný induktor pro konkrétní aplikaci. Existuje tedy mnoho faktorů, které je třeba vzít v úvahu při výběru induktoru se železným jádrem, jako je výkon induktoru, požadavky obvodu, RF úvahy, velikost a stínění induktoru, procento tolerance atd. Takže faktory, které ovlivňují je třeba vzít v úvahu indukčnost.
Ovlivňující faktory
U jakéhokoli typu induktoru existují některé faktory, které ovlivňují indukčnost cívky a které jsou diskutovány níže.
Počet otáček uvnitř cívky
Pokud je počet závitů v cívce větší, pak bude velikost indukčnosti vyšší.
Délka cívky
Když je délka cívky delší, pak bude velikost indukčnosti menší.
Materiál jádra
Pokud je magnetická permeabilita materiálu jádra větší, pak bude větší i indukčnost.
Výhody a nevýhody
The výhody induktorů se železným jádrem zahrnout následující.
- Tyto induktory mají menší ztráty.
- Jeho velikost a konstrukce jsou jednoduché.
- Tento typ induktoru má vysoký Q-faktor.
- Tyto induktory mají velkou hodnotu indukčnosti.
The nevýhody indukce železným jádrem rs zahrnují následující.
- V těchto induktorech se ztráta zvyšuje při vysokých frekvencích.
- Tento induktor má komplikovanou izolaci.
- Tyto induktory mají více vířivých proudů a také harmonické proudové hodnocení.
Aplikace/Použití
Aplikace induktorů se železným jádrem zahrnují následující.
- Tyto tlumivky se používají ve filtračních obvodech ke stabilizaci zvlnění napětí.
- Je mimořádně užitečný v aplikacích AF a průmyslových napájecích zdrojích.
- Ty lze použít jako tlumivku AF ve zářivkách.
- Ty se používají v invertorových systémech.
- Používají se při rychlé přepravě a úpravě energie.
Toto je tedy přehled železného jádra induktor – pracovní s aplikacemi. Obecně mnoho induktorů obsahuje magnetické jádro, které je vyrobeno ze železa nebo feritu uspořádaného v cívce. Účinek železného jádra v induktoru je zvýšení magnetického pole a tím i indukčnosti. Hodnoty indukčnosti těchto induktorů jsou velmi vysoké kvůli jejich železnému jádru. Zvládnou tedy maximální výkon, i když jsou omezeny vysokofrekvenční kapacitou. Ty se většinou používají v nízkofrekvenčních aplikacích, jako jsou audio zařízení. Zde je pro vás otázka, co je to an induktor vzduchového jádra ?
