Os indutores são os componentes mais importantes no domínio elétrico. Em comparação com outros tipos de indutores , o indutor toroidal desempenha um papel fundamental em vários equipamentos industriais e comerciais porque esses indutores são bem conhecidos devido aos seus níveis específicos de capacidade de carga atual e indutância . Atualmente, muitas indústrias dependem de indutores toroidais para atender aos padrões internacionais que precisam de campos eletromagnéticos mínimos na fabricação de bens de consumo. Em muitos dispositivos eletrônicos, esses indutores são usados para restringir as emissões do campo magnético que podem ter efeitos muito graves na saúde dos consumidores. Portanto, para superar essas emissões, os fabricantes de eletrônicos precisam utilizar materiais toroidais de qualidade premium. Este artigo discute uma visão geral de um Indutor toroidal – trabalhando com aplicativos.
O que é indutor toroidal?
Uma bobina isolada enrolada em um núcleo magnético em forma de anel que é feito com diferentes materiais como ferrita, ferro em pó, etc. é conhecido como indutor toroidal. Esses indutores têm mais indutância para cada volta e podem transportar corrente extra em comparação com solenóides com o mesmo material e tamanho. Portanto, eles são usados principalmente onde grandes indutâncias são necessárias. O símbolo do indutor toroidal é mostrado abaixo. Existem diferentes tipos de indutores toroidais, como toróide padrão, potência SMD, alta temperatura, toróide acoplado, indutores toróides de modo comum, etc.
Construção do indutor toroidal
Indutores toroidais são construídos com um donut ou núcleo magnético em forma de anel circular que é enrolado com um pedaço de fio de cobre. Estes anéis são feitos com diferentes materiais ferromagnéticos como aço silício, ferrite, ferro laminado, pó de ferro ou níquel. Este tipo de indutor tem altos resultados de acoplamento entre o enrolamento e a saturação inicial.
Esta construção fornece a perda mínima dentro do fluxo magnético, o que ajuda a evitar o acoplamento do fluxo magnético por outros dispositivos. Este indutor tem altos valores de indutância e máxima eficiência de transmissão de energia em aplicações de baixa frequência.
Princípio de trabalho
Um indutor toroidal simplesmente funciona de maneira semelhante a qualquer outro indutor utilizado para aumentar as frequências aos níveis necessários. Um indutor toroidal torce para induzir uma frequência mais alta. Estes são econômicos e mais eficientes de usar em comparação com solenóides.
Quando a corrente é fornecida ao longo do indutor toroidal, ela gera um campo magnético ao seu redor. Portanto, a intensidade do campo magnético gerado depende principalmente do fluxo do valor atual.
O fluxo do campo magnético também depende do número de torções que são perpendiculares ao fluxo da direção da corrente. Este fluxo muda na mesma velocidade quando a mudança dentro da corrente flui através do indutor. À medida que o fluxo se conecta à bobina, ele induz uma força eletromotriz na bobina na direção reversa da tensão aplicada.
Código de cores do indutor toroidal
Atualmente, os núcleos toroidais são acessíveis como revestidos e não revestidos para uso em uma variedade de aplicações. Os núcleos revestidos fornecem um raio de canto mais suave, bem como uma superfície sinuosa. Nesses núcleos, um revestimento é útil para fornecer cobertura de borda adicional, proteção de borda e uma função de isolamento.
Existem diferentes revestimentos de cores usados em núcleos toroidais, como tinta epóxi e revestimento de parileno. A tinta epóxi está disponível em cores diferentes, como azul, cinza e verde com CFR. O revestimento epóxi é aprovado pela UL e é usado principalmente para revestir os núcleos toroidais.
- O revestimento de parileno é usado principalmente para pequenos anéis de núcleo toroidal que possuem um revestimento de baixa espessura e alta rigidez dielétrica.
- O revestimento de núcleos toroidais faz com que a permeabilidade inicial caia com base no tamanho do núcleo. Portanto, isso também pode ocorrer sempre que os núcleos toroidais estiverem sujeitos a alta permeabilidade e forças de enrolamento mais altas.
Há muitos benefícios em usar núcleos toroidais com revestimento colorido. - Esses núcleos são bem combinados com vários tipos de revestimentos como epóxi, parileno e revestimentos em pó para aumentar o enrolamento facilmente e também melhorar a quebra de tensão.
- A faixa de temperatura dos revestimentos epóxi para funcionar é de até 200 graus Celsius.
- O revestimento dá proteção para as bordas e também uma função de isolamento para os núcleos.
- O revestimento toroidal é necessário para gerar uma barreira de isolamento entre o fio e os núcleos toroidais para evitar um curto-circuito.
- O revestimento colorido não afeta o valor AL do toróide.
- Um núcleo toroidal com revestimento de epóxi oferece muitos benefícios, como resistência, durabilidade, resistência à umidade, resistência química e fortes propriedades dielétricas.
Campo magnético do indutor toroidal
O campo magnético do indutor toroidal é calculado usando a seguinte fórmula.
B = (μ0 N I/2 π r)
Onde
‘I’ denota a quantidade do fluxo de corrente ao longo do toroidal.
'r' é o raio médio do toróide.
‘n’ é o não. de voltas para cada unidade de comprimento.
N = 2rn é o número médio de voltas do toróide para cada unidade de comprimento.
Vantagens e desvantagens
o vantagens dos indutores toroidais inclui o seguinte.
- Esses indutores são leves.
Um indutor toroidal é mais compacto em comparação com outros núcleos moldados porque são feitos com menos materiais. - Os indutores toroidais geram alta indutância porque o núcleo de malha fechada tem um forte campo magnético e eles emitem interferência eletromagnética muito baixa.
- Estes são muito mais silenciosos em comparação com outros indutores típicos devido à falta de um entreferro.
- O indutor toróide tem um núcleo de circuito fechado, portanto, terá um alto campo magnético, maior indutância e fator Q.
- Os enrolamentos são bastante curtos e feridos em um campo magnético fechado, por isso aumentará o desempenho elétrico, a eficiência e reduzirá a distorção e os efeitos de franja.
- Devido ao equilíbrio de um toróide, o pequeno fluxo magnético que escapará do núcleo é baixo. Portanto, este indutor é muito eficiente e irradia menos EMI (interferência eletromagnética) para os circuitos próximos.
o Desvantagens dos indutores toroidais inclui o seguinte.
- O núcleo toroidal causa problemas ocasionalmente durante a operação e teste reais.
- É muito difícil enrolar na máquina.
- Nesses indutores, obter isolamento é mais complicado e também muito difícil ter uma lacuna magnética entre os enrolamentos.
- Toróides são mais difíceis de enrolar e também de ajustar. No entanto, eles são mais eficientes na produção de indutâncias necessárias. Para a mesma indutância de um solenóide normal, um toróide requer menos voltas e pode ser menor em tamanho.
Formulários
As aplicações de indutores toroidais incluem o seguinte.
- Esses indutores são usados em diferentes indústrias, desde a indústria de telecomunicações até a saúde.
- Os indutores toroidais são aplicáveis em telecomunicações, dispositivos médicos, controles industriais, instrumentos musicais, reatores, freios eletrônicos, equipamentos de refrigeração, embreagens eletrônicas, campos aeroespaciais e nucleares, amplificadores e equipamentos de ar condicionado.
- Estes são utilizados em diferentes Circuitos eletrônicos como inversores, fontes de alimentação e amplificadores e também em equipamentos elétricos como computadores, rádios, TVs e sistemas de áudio.
- Eles são usados para obter eficiência energética quando baixas frequências precisam de indutância.
- Estes são usados em SMPS ou Fontes de alimentação de modo de comutação , EMI ( Interferência eletromagnética ) circuitos sensíveis e aplicações de filtro.
Assim, este é uma visão geral de um indutor toroidal e existem vários tipos de indutores disponíveis que são usados em diferentes indústrias. A seleção desses indutores depende principalmente de diferentes características, como tamanho da caixa, dimensão, resistência CC, tolerância, indutância nominal, tipo de embalagem e classificação atual. Todos esses recursos desempenham um papel fundamental ao escolher o indutor toroidal exato para sua aplicação específica. Aqui está uma pergunta para você, o que é um indutor de núcleo de ar?
