Diferentes tipos de indutores estão disponíveis com base em tamanhos e classificações. Seus tamanhos físicos variam de tamanhos minúsculos a transformadores enormes, dependendo da energia que está sendo manuseada e da frequência de CA usada. Como um dos componentes básicos usados em eletrônica , os indutores são amplamente utilizados em áreas de aplicação muito mais amplas, como controle de sinal, eliminação de ruído, estabilização de tensão, poder eletrônico equipamentos, operações automobilísticas, etc. Hoje em dia, a melhoria das técnicas de design do indutor melhora o desempenho significativo no resto do circuito.
Tipos de indutores
Diferentes tipos de indutores
Um componente eletrônico diverso usado em uma ampla gama de aplicações requer vários tipos de indutores. Eles são de diferentes formatos, tamanhos, incluindo o fio enrolado e indutores de multicamadas. Diferentes tipos de indutores incluem indutores de alta frequência, indutores de linha de fonte de alimentação ou indutores de energia e indutores para circuitos gerais. A diferenciação dos indutores é baseada no tipo de enrolamento e também no núcleo usado.
Indutores de núcleo de ar
Indutor de núcleo de ar
Neste tipo de indutor, o núcleo está completamente ausente. Esses indutores oferecem um caminho de alta relutância para o fluxo magnético, portanto, menos indutância. Os indutores de núcleo de ar têm bobinas maiores para produzir densidades de fluxo mais altas. Eles são usados em aplicações de alta frequência, incluindo receptores de TV e rádio.
Indutores de ferro magnético ou núcleo de ferro
Indutor de núcleo de ferro
Devido à sua maior permeabilidade magnética, eles têm propriedades de alta indutância. Esses são indutores de alta potência, mas limitados em capacidade de frequência mais alta devido à histerese e às perdas por correntes parasitas.
Projetos de transformadores são os exemplos deste tipo.
Indutores de núcleo de ferrite
Indutores de núcleo de ferrite
Esses são os diferentes tipos de indutores que oferecem vantagens de custo reduzido e baixas perdas de núcleo em altas frequências. A ferrita é uma cerâmica de óxido de metal baseada em uma mistura de óxido férrico Fe2O3. Ferritas macias são usadas na construção do núcleo para reduzir as perdas por histerese.
Indutores de núcleo toroidal
Indutores de núcleo toroidal
Nestes indutores, uma bobina é enrolada em um formador circular toróide. O vazamento de fluxo é muito baixo neste tipo de indutor. No entanto, máquinas de enrolamento especiais são necessárias para projetar este tipo de indutor. Às vezes, o núcleo de ferrite também é usado para diminuir as perdas neste projeto.
Indutores baseados em bobina
Indutores baseados em bobina
Neste tipo, a bobina é enrolada na bobina. Os projetos de indutores enrolados na bobina variam amplamente em termos de classificação de potência, níveis de tensão e corrente, frequência de operação, etc. Eles são usados principalmente em fontes de alimentação comutadas e aplicações de conversão de energia.
Indutores multicamadas
Indutores multicamadas
Um indutor multicamadas contém dois padrões de bobinas condutoras que são dispostas em duas camadas na parte superior de um corpo multicamadas. As bobinas são conectadas eletricamente de uma maneira consecutiva em série a mais dois padrões de bobinas condutoras dispostas na parte inferior do corpo de múltiplas camadas. Eles são usados principalmente em sistemas de comunicação móvel e aplicações de supressão de ruído.
Indutores de filme fino
Indutores de filme fino
Eles são completamente diferentes dos indutores convencionais do tipo chip enrolados com fio de cobre. Neste tipo, minúsculos indutores são formados usando processamento de película fina para criar o indutor de chip para alta frequência aplicativos, que variam de cerca de nano Henry.
Como funciona o indutor?
Um indutor é geralmente conhecido como resistor CA. Ele resiste às mudanças na corrente e armazena energia na forma de campo magnético. São de construção simples, consistindo em bobinas de fio de cobre enroladas em um núcleo. Este núcleo pode ser magnético ou de ar. Diferentes tipos de indutores podem ser usados em aplicações avançadas como transferência de energia sem fio .
Trabalho de indutor
Os núcleos magnéticos podem ser toroidais ou do tipo E. Materiais como cerâmica, ferrite e ferro movido são usados para este núcleo. A bobina que carrega a corrente elétrica produz o campo magnético ao redor do condutor. Mais linhas magnéticas são produzidas se o núcleo for colocado dentro da bobina, desde que seja utilizada alta permeabilidade do núcleo.
O campo magnético induz EMF na bobina que resulta em fluxo de corrente. De acordo com a lei de Lenz, a corrente induzida se opõe à causa, que é a voltagem aplicada. Portanto, o indutor se opõe à mudança na corrente de entrada que leva a uma mudança no campo magnético. Essa redução do fluxo de corrente devido à indução é chamada de reatância indutiva. A reatância indutiva aumentará se o número de voltas na bobina aumentar. Ele também armazena a energia como campo magnético por meio de processos de carga e descarga e libera a energia enquanto liga o circuito. Áreas de aplicação de indutores incluem circuitos analógicos, processamento de sinal, etc.
Fatores que afetam a indutância de um indutor
A capacidade de produzir linhas magnéticas é chamada de indutância. A unidade padrão de indutância é Henry. A quantidade de fluxo magnético desenvolvido ou indutância de diferentes tipos de indutores depende de quatro fatores básicos discutidos abaixo.
- Número de voltas em uma bobina
Se o número de voltas for maior, maior quantidade de campo magnético é produzida, o que resulta em mais indutância. Menos espiras resultam em menos indutância.
- Material do núcleo
Se o material usado para o núcleo tiver alta permeabilidade, maior será a indutância de um indutor. Isso ocorre porque os materiais de alta permeabilidade oferecem o caminho de baixa relutância para o fluxo magnético.
- Área da seção transversal da bobina
Uma maior área de seção transversal resulta em maior indutância porque isso oferece menos oposição ao fluxo magnético em termos de área.
- Comprimento da Bobina
Quanto mais longa a bobina, menor será a indutância. Isso ocorre porque, para uma determinada quantidade de campo, a oposição de força ao fluxo magnético é maior.
O indutor fixo não permite que o usuário varie a indutância depois de projetada. Mas é possível variar a indutância usando indutores variáveis, variando o número de voltas a qualquer momento ou variando o material do núcleo dentro e fora da bobina.
Perda de energia em um indutor
A potência dissipada no indutor deve-se principalmente às duas fontes: núcleo do indutor e enrolamentos.
Diferentes Núcleos Indutores
Núcleo do indutor: A perda de energia no núcleo do indutor é devido à histerese e às perdas por correntes parasitas. O campo magnético aplicado ao material magnético é aumentado, vai até o nível de saturação e depois diminui. Mas ao diminuir, ele não traça o caminho original. Isso causa perdas por histerese. O valor menor do coeficiente de histerese dos materiais do núcleo resulta em baixas perdas de histerese.
O outro tipo de perda de núcleo é a perda por corrente parasita. Essas correntes parasitas são induzidas no material do núcleo devido à mudança da taxa do campo magnético de acordo com a lei de Lenz. As perdas por correntes parasitas são muito menores do que as perdas por histerese. Essas perdas são minimizadas pelo uso de materiais com baixo coeficiente de histerese e núcleo laminado.
Enrolamentos indutores
Enrolamentos do indutor: Nos indutores, as perdas ocorrem não apenas no núcleo, mas também nos enrolamentos. Os enrolamentos têm sua própria resistência. Quando a corrente passa por esses enrolamentos, as perdas de calor (I ^ 2 * R) ocorrem nos enrolamentos. Mas com o aumento da frequência, a resistência do enrolamento aumenta devido ao efeito de pele. O efeito de pele faz com que a corrente se concentre na superfície do condutor e não nos centros. Portanto, a área efetiva da área de transporte de corrente diminui.
Também correntes parasitas induzidas nos enrolamentos fazem com que a corrente seja induzida nos condutores vizinhos, o que é chamado de efeito de proximidade.
Devido à sobreposição de condutores nas bobinas, o efeito de proximidade faz com que a resistência do condutor seja maior do que no caso do efeito de pele. As perdas nos enrolamentos são reduzidas com as tecnologias de enrolamento avançadas, como folhas moldadas e enrolamentos de fio litz.
Espero que meu artigo tenha sido informativo e intrigante. Então, aqui está a pergunta básica para você - Qual é o papel dos indutores nos circuitos elétricos?
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