Inductoare
(1 126)Schimbările rapide de curent reprezintă un fenomen extrem de periculos, care poate deteriora placa de circuit a unui sistem electronic. Pentru a proteja eficient împotriva interferențelor cauzate de curenții electrici se utilizează bobine de reactanță. Astfel, ele reprezintă un element extrem de important al sistemelor electrotehnice și electronice, care ar trebui să fie cunoscut de fiecare profesionist.
Construcția unui inductor
În pofida funcției foarte responsabile pe care o îndeplinesc inductoarele, construcția lor este extrem de simplă. Sârma de grosime corespunzătoare, formată în spirală, este elementul de bază al construcției. Cea mai frecventă soluție este înfășurarea spiralei pe un miez realizat dintr-un material feromagnetic cu proprietăți magnetice puternice (de exemplu, cobalt, nichel sau fierul utilizat în mod obișnuit). Un alt model, mai puțin utilizat, este inductorul fără miez, care constă în umplerea spiralei cu aer. Dezavantajul acestei din urmă soluții este, totuși, necesitatea unei consolidări adecvate a firului spiralat pentru a-l proteja de autoformare, precum și o inductanță mai mică în comparație cu inductoarele cu miez (cu un număr egal de bobine). Utilizarea miezului permite, în plus, ajustarea inductanței bobinei, prin schimbarea poziției sale în raport cu bobinele din jur. În funcție de condițiile de funcționare și de aplicație, distingem între modelele echipate cu circuit magnetic închis – așa-numitele bobine ecranate și cele cu circuit magnetic deschis.
Scopul și metoda de instalare necesită utilizarea diferitelor tipuri de elemente pasive cu diferite forme și moduri de înfășurare a sârmei. Cele mai frecvent utilizate tipuri de inductoare sunt enumerate mai jos:
- Inductoare SMD;
- Inductoare THT;
- Inductoare cu compensare DMF.
Cum funcționează inductorul?
Inductorul previne modificările bruște ale curentului din cauza câmpului magnetic creat în jurul unui conductor sub tensiune. Atunci când intensitatea curentului electric care circulă se modifică brusc, se modifică și câmpul magnetic, care, sub forma unor curenți inversați, anulează fenomenul nedorit. Așa-numita strangulare a curentului se numește autoinducție și crește proporțional cu modificările curentului circulant.
Cel mai important parametru al unui inductor este inductanța, care vorbește de fapt despre capacitatea sa de a genera un câmp magnetic care produce curent invers. Pentru o selecție corectă trebuie să se țină cont și de rezistența inductorului și de curentul de funcționare admisibil. Un alt parametru care descrie proprietățile unui inductor este calitatea acestuia. Aceasta determină capacitatea de a strangula fluxurile cu frecvențe care se abat de la propria frecvență de rezonanță.
Unitatea care caracterizează o bobină este Henry [H]. O schimbare de 1 amper pe secundă a curentului induce o tensiune de 1 volt.
Creșterea inductanței bobinei poate fi influențată de:
- Creșterea numărului de bobine și suprafața acestora;
- Selectarea unui material adecvat cu o permeabilitate relativă ridicată pentru structura de bază;
- Scurtarea lungimii sale.
Utilizarea inductoarelor și funcția lor
Dispozitivele în care sunt utilizate elementele inductive discutate ne înconjoară la tot pasul. Prin urmare, merită să fim conștienți de unde le putem găsi. Iată câteva exemple:
- Sisteme de acționare echipate cu invertoare – filtrarea interferențelor care rezultă din controlul rotației motorului cu ajutorul convertorului de frecvență;
- Toate tipurile de difuzoare – inductorul, care îndeplinește funcția anti-interferență, îmbunătățește semnificativ calitățile acustice ale sunetului generat;
- Baterii capacitive – inductor ca element de protecție pentru condensatori.
Bobină clasică vs. inductor – diferențe de bază
Inductoarele sunt incluse în grupul bobinelor de inducție. Din acest motiv, termenii de inductor – bobină au fost utilizați în mod interschimbabil. Totuși, în acest moment, este important de menționat că nu orice bobină este un inductor. Aceste elemente se disting în primul rând prin utilizarea lor într-un sistem electric. Un inductor este, de fapt, doar o bobină, a cărei sarcină este de a preveni fenomenul nedorit de schimbare a curentului. Alte aplicații ale bobinei (de exemplu, în electromagneți ca sursă de atracție pentru elementele metalice) determină deja faptul că acest element nu poate fi clasificat ca un inductor.
Pierderi de putere în bobine
Motivul principal pentru pierderea de putere în bobine este rezistența firului de înfășurare. Aceasta duce la încălzirea bobinei și la modificări ale proprietăților magnetice ale miezului. Acest lucru este deosebit de periculos în cazul unui flux de curent ridicat, deoarece poate deteriora componentele electronice și, în consecință, poate duce la defectarea întregului sistem.
Un alt detaliu important este acuratețea designului bobinei. Înfășurarea atentă a firului sau spațiile corespunzătoare între bobinele succesive au o influență fundamentală asupra calității câmpului magnetic creat. Disiparea sa reprezintă o pierdere măsurabilă a performanței de înecare. Merită menționat faptul că o bobină prost realizată poate genera căldură suplimentară, ceea ce intensifică pericolul de supraîncălzire a circuitului descris mai sus.
Calitatea miezului în sine are, de asemenea, un mare impact asupra pierderilor de energie. Acest lucru se datorează faptului că execuția sa neuniformă poate duce la generarea unor abateri mari ale parametrilor reali în raport cu valorile nominale.
Inductoare – alegerea corectă
Pe scurt, inductoarele sunt utilizate în dispozitive care necesită suprimarea schimbărilor bruște de curent, filtrarea semnalelor sau protecția împotriva suprasarcinilor cauzate de curenții armonici. Datorită gamei foarte largi de aplicații și a parametrilor caracteristici pentru fiecare bobină, trebuie acordată o atenție deosebită la selectarea elementului de circuit adecvat. Numai un inductor cu inductanța corespunzătoare și proiectat pentru a funcționa cu un curent specific poate îndeplini cerințele. Prin urmare, alegerea unor astfel de elemente importante ale circuitelor electronice nu ar trebui să fie ghidată doar de aspecte economice. Merită să pariați pe un sortiment de la producători recunoscuți, care vor îndeplini cerințele de calitate și vor permite o funcționare pe termen lung, fără probleme.
Depozit:
