O indutor é um componente eletrônico usado para armazenar energia elétrica dentro do campo magnético, uma vez que a corrente elétrica é fornecida através dele. Os indutores são normalmente feitos em uma bobina com um fio isolado enrolado. Sempre que a corrente é fornecida ao longo desta bobina da esquerda para a direita, um campo magnético é gerado no sentido horário. Portanto, os indutores resistirão a qualquer mudança na corrente que flui por eles. Geralmente, os indutores estão disponíveis em três tipos de núcleo de ar, núcleo de ferro e núcleo de ferrite. Os indutores do tipo núcleo de ar e ferro simplesmente realizam operações de frequência mínima, perdas mais altas e baixo indutância Considerando que o indutor de núcleo de ferrite tem alta permeabilidade, alta indutância e valor fixo. Portanto, este artigo fornece informações breves sobre um núcleo de ferrite indutor – trabalhando com aplicativos.
O que é o indutor de núcleo de ferrite?
Uma definição de indutor de núcleo de ferrite é um componente elétrico passivo de dois terminais usado para resistir a mudanças na corrente elétrica que flui através dele. Este indutor usa um material de ferrite como o núcleo principal que possui alta resistência elétrica resistividade e alta permeabilidade magnética. Ao usar núcleos de ferrite dentro indutores , diferentes fatores precisam ser considerados, como alta saturação, alta impedância, menos perdas, estabilidade dentro da temperatura e propriedades do material. Portanto, geralmente é usado com fornecedores de energia e aplicativos de gerenciamento de energia. O símbolo do indutor de núcleo de ferrite é mostrado abaixo.
Sabemos que em um indutor de núcleo de ferrite, o material de ferrite é usado como um núcleo. Portanto, a composição geral da ferrita é XFe2O4, onde ‘X’ significa material de transição. Geralmente, as ferritas usadas em indutores estão disponíveis em dois tipos de ferritas moles e ferritas duras.
Os materiais de ferrita macios têm a capacidade de inverter sua polaridade sem nenhuma energia externa.
As ferritas duras são ímãs permanentes onde a polaridade não varia mesmo quando o campo magnético é separado.
Princípio de funcionamento do indutor de núcleo de ferrite
O indutor de núcleo de ferrite funciona permitindo que o fluxo de corrente gere um campo magnético e a mudança dentro do campo magnético resulta no fluxo de uma corrente oposta. Então eles mudam a energia de elétrica para magnética e armazenam a energia dentro deles.
O indutor de núcleo de ferrite usa material de núcleo de ferrite, que é um tipo de núcleo magnético feito com ferrite. Uma vez que esses núcleos de metal são utilizados nesses indutores, o campo magnético variável exibirá grandes correntes parasitas devido à condutividade elétrica do núcleo (metal). Portanto, essas correntes fluem nos indutores junto com o circuito fechado de corrente.
O papel do núcleo de ferrite nesses indutores é ajudar a melhorar o desempenho do indutor simplesmente fornecendo permeabilidade máxima à bobina para aumentar sua indutância e campo magnético.
Geralmente, a faixa de permeabilidade dentro dos indutores de núcleo de ferrite varia de 1400 a 15.000 com base no tipo de material de ferrite utilizado. Portanto, esses indutores possuem alta indutância avaliada com outros tipos de indutores por núcleos de ar.
Como calcular a indutância de um indutor de núcleo de ferrite?
Em indutores de ferrite, o termo ferrite é um conjunto de materiais cerâmicos que incluem algumas propriedades eletromagnéticas fortes, como alta permeabilidade em combinação com baixa condutividade elétrica.
Um indutor de ferrite simples pode ser projetado envolvendo um mínimo de 20 voltas de fio em torno de uma haste de ferrite. Assim, a indutância de uma haste de ferrite pode ser medida com a ajuda de um medidor de indutância. Aqui, a indutância é indicada com 'L' e o número de voltas é indicado com 'N'.
Agora calcule o valor AL do indutor de ferrite. Aqui, o valor de 'AL' é a relação básica entre a indutância por um núcleo de ferrite especificado e o nº. de voltas. A seguinte fórmula é usada para calcular o valor de AL.
AL = [(100/N)^2)] x L.
Por exemplo, se você mediu o valor 'L' na Etapa 1 como 15 uH, o valor 'AL' equivalente será:
AL = [(100/20)^2] x 15uH =( 5^2) x 15uH = 25 x 15uh = 375 uH.
A fórmula a seguir é usada para calcular o valor da indutância (L) usando o valor AL para ‘N’.
L = AL/[(100/N)^2].
Por exemplo: Se N é 10, L = 375/[(100/10)^2] = 375/[10^2] = 375/100 = 3,75uH.
Se N = 20, L = 375/[(100/20)^2] = 375/[5^2] = 375/25 = 15uH.
De cima, podemos notar que quando N aumenta, a indutância será aumentada. Isso se deve principalmente à colocação de várias voltas de fio em um loop e, em seguida, concentra o campo magnético em um espaço menor, onde pode ser mais eficiente e produzir mais indutância.
Características do indutor de núcleo de ferrite
o características do indutor de núcleo de ferrite inclui o seguinte.
- Os indutores de núcleo de ferrite têm baixas perdas por correntes parasitas, alta resistividade elétrica e alta permeabilidade. Portanto, essas características farão com que esses indutores sejam usados em aplicações de alta frequência.
- Nesses tipos de indutores, o fluxo de corrente gerará um campo magnético e a variação dentro do campo magnético resultará no fluxo de uma corrente oposta.
- Eles mudam a energia da forma elétrica para magnética e armazenam essa energia convertida dentro deles.
Eles permitem que correntes contínuas, mas não correntes alternadas, fluam através deles em frequências máximas. - Eles têm fatores de alta qualidade, campo de dispersão mínimo, alta indutância e desempenho acima da temperatura.
Perdas
Indutores de núcleo de ferrite exibem perdas como corrente parasita e histerese. Esses indutores dependem principalmente dos níveis de frequência. Nesse tipo de indutor, as perdas por correntes parasitas aumentam exponencialmente, enquanto as perdas por histerese aumentam linearmente com o aumento do fluxo e da frequência.
Destas duas perdas neste indutor, a perda por histerese é a principal, porém até um nível de frequência que depende do desempenho do núcleo, além do qual a perda por correntes parasitas é a maioria.
Vantagens e desvantagens
o vantagens de indutores de núcleo de ferrite inclui o seguinte.
- Os indutores de núcleo de ferrite podem ser operados em frequências altas e médias.
- Este indutor tem menos perdas por correntes parasitas.
- Esses indutores desempenham um papel significativo no controle de diferentes parâmetros, como perda de histerese e coeficiente de temperatura pelo ajuste do entreferro.
- Eles fornecem triagem completa.
- Tem o valor máximo de indutância.
- Este indutor fornece um valor de indutância apropriado mesmo para valores mais altos.
- Tem permeabilidade máxima com menos perda.
- O fator Q pode ser definido em uma banda de frequência necessária.
Desvantagens
o Desvantagens dos indutores de núcleo de ferrite inclui o seguinte.
- Em indutores de núcleo de ferrite, a perda aumentará em frequências mais altas.
- Esses indutores têm isolamento complicado.
- Eles têm uma corrente mais parasita e também classificação de corrente harmônica.
Aplicações do indutor de núcleo de ferrite
o aplicações de indutores de núcleo de ferrite inclui o seguinte.
- Os indutores de núcleo de ferrite são usados principalmente em diferentes aplicações de circuitos elétricos, como banda larga, conversão de energia e supressão de interferência.
- Esses indutores são utilizados em bobinas que são ativadas entre uma faixa de frequência de AF a 100 MHZ.
- Estes são aplicáveis em transformadores de potência que trabalham na faixa de baixa frequência de 1 a 200 kHz.
- Estes são usados em frequências altas e médias.
- Esses indutores são usados em circuitos de comutação, Filtros Pi , e também dentro da antena de haste de ferrite que é projetada principalmente para receptores de MW (ondas médias).
- Estes são usados no fonte de energia ou componentes de condicionamento de energia.
Assim, este é uma visão geral do indutor de núcleo de ferrite que é um indutor de valor fixo. Este indutor possui um núcleo de ferrite disposto dentro da bobina. Outros indutores, como núcleo de ar e núcleo de ferro, têm menos valor de indutância, mais perdas e operação de frequência limitada. Portanto, usando indutores de núcleo de ferrite, esses problemas podem ser resolvidos. Portanto, este indutor é a escolha correta para diferentes requisitos elétricos. Aqui está uma pergunta para você, qual é a função de um indutor?
