Indutor de núcleo de ar: construção, trabalho, indutância e suas aplicações

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Um indutor é um componente elétrico usado principalmente para armazenar energia quando a corrente flui através dele dentro de um campo magnético. Os indutores são geralmente feitos com um fio condutor, envolvendo-o em uma bobina em torno de um núcleo interno, onde cada volta do fio é chamada de enrolamento. Em um indutor, o número de enrolamentos dentro da bobina está diretamente relacionado à indutância. Existem diferentes tipos de indutores disponível onde indutor de núcleo de ar é um dos tipos. Este é um indutor de núcleo não magnético que também é chamado de bobina de núcleo de ar. Esses indutores são usados ​​em aplicações onde baixa indutância e alta frequência são necessários. Este artigo discute uma visão geral de um indutor de núcleo de ar – trabalhando com aplicativos.


O que é indutor de núcleo de ar?

Um tipo de indutor ou uma bobina de fio sem um núcleo magnético na bobina é conhecido como indutor de núcleo de ar ou indutor de bobina de ar. Neste indutor, um núcleo de ar garante uma menor indutância de pico, porém também diminui as perdas de energia associadas por meio de indutores de ferrite. A falta de perdas no núcleo permite que os indutores de núcleo de ar funcionem em frequências máximas. Um símbolo do indutor de núcleo de ar é mostrado abaixo.



  Símbolo do indutor de núcleo de ar
Símbolo do indutor de núcleo de ar

Esses tipos de indutores são utilizados sempre que a quantidade de indutância é menor necessária e eles não apresentam perda de núcleo porque não há núcleo. No entanto, o número de voltas neste indutor deve ser maior em comparação com outros indutores que possuem núcleo. Geralmente, os indutores de cerâmica são freqüentemente chamados de indutores de núcleo de ar. Esses indutores fornecem soluções eficientes especialmente para os requisitos magnéticos do modo de comutação ao focar em alta frequência, alta linearidade e redução da perda do núcleo.

Construção

A construção básica do indutor de núcleo de ar consiste em bobinas com várias voltas de fio que são enroladas em papelão comum. Assim, cerâmicas ou formadoras de plástico podem ser utilizadas como material isolante. Nesse indutor, a lacuna em um formador de papel ou plástico funciona como um núcleo. Portanto, esta lacuna não tem nada, mas tem ar dentro do primeiro, conhecido como indutor de núcleo de ar. Portanto, o ar funciona como um núcleo.



  Construção do Indutor de Núcleo de Ar
Construção do Indutor de Núcleo de Ar

Princípio de trabalho

Esses indutores funcionam com base no fato de que o ar tem uma condutividade elétrica mínima. Portanto, a indutância do núcleo de ar também é baixa, produzindo um campo magnético fraco. Devido à pequena geração de campo magnético dos núcleos de ar, ele atinge um aumento de corrente mais rápido, evitando a perda de sinal. Essa perda ocorre principalmente sempre que um indutor gera altas intensidades de campo magnético dentro de um circuito elétrico.

Diferença b/n indutor de núcleo de ar versus indutor de núcleo sólido

A diferença entre indutores de núcleo de ar e indutores de núcleo sólido inclui o seguinte.

  PCBWay

Indutor de núcleo de ar

Indutor de núcleo sólido

Um indutor de núcleo de ar não possui núcleo sólido na bobina. O indutor de núcleo sólido tem um núcleo sólido na bobina.
Este indutor é muito menor em comparação com o indutor de núcleo sólido. O indutor de núcleo sólido é bastante grande.
O valor da indutância deste indutor é muito menor. O valor da indutância do indutor de núcleo sólido é muito maior.
Estes não são caros em comparação com um núcleo sólido. Esses indutores são caros.

Indutância do indutor de núcleo de ar

A fórmula de indutância do indutor de núcleo de ar de camada única pode ser simplesmente expressa como d2n2/18d+40z .

Onde,

‘D’ representa o diâmetro da bobina.
'n' representa o não. de voltas dentro da bobina.
'z' representa o comprimento do indutor.
A indutância é simplesmente medida em μH ou microhenries.

Vantagens desvantagens

o vantagens de indutores de núcleo de ar inclui o seguinte.

  • A construção deste indutor é muito simples.
  • Esses indutores oferecem vários benefícios sem saturação, sem perdas de ferro e operação de alta frequência.
  • Não depende da taxa de corrente que transporta.
  • Este indutor também remove as perdas de ferro do núcleo magnético.
  • Em altas frequências, este indutor não apresenta perdas e distorção no núcleo.
  • Este tipo de indutor não é caro.
  • A pequena perda de sinal ocorre em intensidades máximas de campo magnético.
  • Uma frequência eletromagnética transportada por este indutor é de até 1 GHz, no entanto, quando a frequência ultrapassa 100 MHz, os indutores de núcleo ferromagnético sofrem perda.

o Desvantagens dos indutores de núcleo de ar inclui o seguinte.

  • O tamanho deste indutor é grande.
  • O fator Q deste indutor é baixo.
  • O alto valor de indutância desses indutores não é possível.
  • O número de voltas dentro de uma bobina necessárias para atingir a indutância semelhante que aconteceria dentro de um indutor de núcleo sólido.
  • A menor condutividade elétrica do ar se converte em baixa permeabilidade magnética e, em seguida, menor indutância.

Aplicações/usos do indutor de núcleo de ar

As aplicações de indutores de núcleo de ar incluem o seguinte.

  • Esses indutores são usados ​​principalmente para projetar bobinas de sintonia de RF.
  • Eles são necessários para diferentes aplicações, como dispositivos de computador, dispositivos eletrônicos, TVs, dispositivos de comunicação, carregadores de celular e DVDs.
  • Esses indutores também são empregados em circuitos de amortecimento, circuitos de filtro e aplicações baseadas em alta frequência, como receptores de rádio e televisão.
  • Este indutor também pode ser usado em aplicações de baixa frequência que variam de 20 Hz a 1 MHz.
  • Estes são usados ​​principalmente para acoplamento interestágio.
  • Esses indutores desempenham um papel fundamental no projeto de bobinas de sintonia de RF e IF.
  • É usado para garantir uma indutância de pico mais baixa, mas também reduz as perdas de energia associadas com indutores de ferrite .
  • Esses indutores são usados ​​em transmissores de rádio para reduzir as vibrações harmônicas quando os sinais eletromagnéticos passam por eles.
  • Eles são usados ​​em alto-falantes estéreo de alta fidelidade para garantir a ocorrência mínima de distorção do som.

Assim, trata-se de tudo uma visão geral de um indutor de núcleo de ar – trabalhando com aplicativos. Esses indutores simplesmente fornecem soluções eficazes para os requisitos magnéticos do modo de comutação, especialmente quando se concentra em alta frequência, alta linearidade e perda de núcleo reduzida. Além disso, também são soluções ideais, uma vez que o espaço não é proibitivo. Aqui está uma pergunta para você, qual é a função de um indutor?