Индуктор с ферритовым сердечником: работа, типы, расчет, потери и его применение

Катушка индуктивности представляет собой электронный компонент, используемый для хранения электрической энергии в магнитном поле, когда через него проходит электрический ток. Катушки индуктивности обычно представляют собой катушки с намотанным изолированным проводом. Всякий раз, когда ток подается через эту катушку слева направо, магнитное поле генерируется в направлении по часовой стрелке. Таким образом, катушки индуктивности будут сопротивляться любым изменениям тока, протекающего через них. Как правило, катушки индуктивности доступны в трех типах с воздушным сердечником, железным сердечником и ферритовым сердечником. Катушки индуктивности с воздушным и железным сердечником просто работают с минимальной частотой, более высокими потерями и низким индуктивность тогда как индуктор с ферритовым сердечником имеет высокую проницаемость, высокую индуктивность и фиксированное значение. Итак, в этой статье представлена ​​краткая информация о индуктор с ферритовым сердечником – работа с приложениями.

Что такое индуктор с ферритовым сердечником?

Катушка индуктивности с ферритовым сердечником представляет собой двухконтактный пассивный электрический компонент, используемый для сопротивления изменениям электрического тока, протекающего через него. В этом индукторе используется ферритовый материал, такой как основной сердечник, который имеет высокие электрические характеристики. удельное сопротивление & высокая магнитная проницаемость. При использовании ферритовых сердечников внутри катушки индуктивности , необходимо учитывать различные факторы, такие как высокое насыщение, высокий импеданс, меньшие потери, стабильность температуры и свойства материала. Поэтому он обычно используется с поставщиками электроэнергии и приложениями для управления питанием. Символ катушки индуктивности с ферритовым сердечником показан ниже.

Мы знаем, что в индукторе с ферритовым сердечником ферритовый материал используется как сердечник. Таким образом, общий состав феррита XFe2O4, где «X» означает переходный материал. Как правило, ферриты, используемые в катушках индуктивности, бывают двух типов: мягкие ферриты и твердые ферриты.

Мягкие ферритовые материалы способны изменять свою полярность без какой-либо внешней энергии.
Твердые ферриты — это постоянные магниты, полярность которых не меняется даже после отключения магнитного поля.

Принцип работы индуктора с ферритовым сердечником

Индуктор с ферритовым сердечником работает, позволяя потоку тока генерировать магнитное поле, а изменение магнитного поля приводит к протеканию противоположного тока. Поэтому они меняют энергию с электрической на магнитную и хранят энергию внутри себя.

В индукторе с ферритовым сердечником используется материал ферритового сердечника, который представляет собой один тип магнитного сердечника, изготовленный из феррита. Как только эти металлические сердечники используются в этих индукторах, изменяющееся магнитное поле будет демонстрировать большие вихревые токи из-за электропроводности сердечника (металла). Таким образом, эти токи протекают в индукторах вместе с замкнутым контуром тока.

Роль ферритового сердечника в этих индукторах заключается в том, чтобы помочь улучшить характеристики индуктора, просто обеспечив максимальную проницаемость катушки для увеличения их индуктивности и магнитного поля.

Как правило, диапазон проницаемости катушек индуктивности с ферритовым сердечником составляет от 1400 до 15 000 в зависимости от типа используемого ферритового материала. Таким образом, эти индукторы имеют высокую индуктивность по сравнению с другими типами индукторов по воздушным сердечникам.

Как рассчитать индуктивность катушки индуктивности с ферритовым сердечником?

В ферритовых индукторах термин «феррит» представляет собой набор керамических материалов, обладающих некоторыми сильными электромагнитными свойствами, такими как высокая проницаемость в сочетании с низкой электропроводностью.

Простой ферритовый индуктор можно сконструировать, намотав не менее 20 витков провода на ферритовый стержень. Таким образом, индуктивность ферритового стержня можно измерить с помощью измерителя индуктивности. Здесь индуктивность обозначается буквой «L», а количество витков обозначается буквой «N».

Теперь рассчитайте значение AL ферритового индуктора. Здесь значение «AL» представляет собой базовое соотношение между индуктивностью указанного ферритового сердечника и нет. оборотов. Следующая формула используется для расчета значения AL.

AL = [(100/N)^2)] x L.

Например, если вы измерили значение «L» на шаге 1 как 15 мкГн, то эквивалентное значение «AL» будет:

AL = [(100/20) ^ 2] x 15 мкГн = (5 ^ 2) x 15 мкГн = 25 x 15 мкГн = 375 мкГн.

Следующая формула используется для расчета значения индуктивности (L) с использованием значения AL для «N».

L = AL/[(100/N)^2].

Например: если N равно 10, L = 375/[(100/10)^2] = 375/[10^2] = 375/100 = 3,75 мкГн.

Если N = 20, L = 375/[(100/20)^2] = 375/[5^2] = 375/25 = 15 мкГн.

Сверху мы можем заметить, что при увеличении N индуктивность будет увеличиваться. Это в основном связано с размещением нескольких витков провода вокруг петли, а затем фокусированием магнитного поля в меньшем пространстве, где оно может быть более эффективным и создавать большую индуктивность.

Характеристики индуктора с ферритовым сердечником

характеристики катушки индуктивности с ферритовым сердечником включая следующее.

• Катушки индуктивности с ферритовым сердечником имеют низкие потери на вихревые токи, высокое удельное электрическое сопротивление и высокую магнитную проницаемость. Таким образом, эти характеристики позволяют использовать эти катушки индуктивности в высокочастотных приложениях.
• В этих типах индукторов поток тока будет генерировать магнитное поле, а изменение магнитного поля приведет к протеканию противоположного тока.
• Они изменяют энергию из электрической формы в магнитную и хранят эту преобразованную энергию внутри себя.
  Они допускают протекание через них постоянного тока, но не переменного тока с максимальной частотой.
• Они обладают высокими коэффициентами качества, минимальным полем рассеяния, высокой индуктивностью и устойчивостью к температурным перепадам.

Убытки

Катушки индуктивности с ферритовым сердечником имеют такие потери, как вихревой ток и гистерезис. Эти катушки индуктивности в основном зависят от уровней частоты. В этом типе индуктора потери на вихревые токи экспоненциально увеличиваются, тогда как гистерезисные потери линейно увеличиваются с увеличением потока и частоты.

Из этих двух потерь в этом индукторе гистерезисные потери являются ведущими, однако до уровня частоты, который зависит от характеристик сердечника, за пределами которого потери на вихревые токи составляют большинство.

Преимущества и недостатки

Преимущества катушек индуктивности с ферритовым сердечником включая следующее.

• Катушки индуктивности с ферритовым сердечником могут работать на высоких и средних частотах.
• Этот индуктор имеет меньшие потери на вихревые токи.
• Эти индукторы играют важную роль в управлении различными параметрами, такими как гистерезисные потери и температурный коэффициент, путем регулировки воздушного зазора.
• Они обеспечивают полную проверку.
• Он имеет максимальное значение индуктивности.
• Этот индуктор обеспечивает соответствующее значение индуктивности даже для более высоких значений.
• Обладает максимальной проницаемостью с меньшими потерями.
• Коэффициент добротности можно установить в нужной полосе частот.

Недостатки

недостатки катушек индуктивности с ферритовым сердечником включая следующее.

• В катушках индуктивности с ферритовым сердечником потери будут увеличиваться на более высоких частотах.
• Эти катушки индуктивности имеют сложную изоляцию.
• У них больше вихревой ток, а также рейтинг гармонического тока.

Применение индуктора с ферритовым сердечником

применение катушек индуктивности с ферритовым сердечником включая следующее.

• Катушки индуктивности с ферритовым сердечником в основном используются в различных электрических цепях, таких как широкополосная связь, преобразование энергии и подавление помех.
• Эти катушки индуктивности используются в катушках, которые активируются в диапазоне частот от AF до 100 МГц.
• Они применимы в силовых трансформаторах, работающих в низкочастотном диапазоне от 1 до 200 кГц.
• Они используются как на высоких, так и на средних частотах.
• Эти катушки индуктивности используются в коммутационных цепях, Пи-фильтры , а также внутри антенны с ферритовым стержнем, которая в основном предназначена для приемников MW (средних волн).
• Они используются в источник питания или компоненты системы кондиционирования.

Таким образом, это обзор катушки индуктивности с ферритовым сердечником который является катушкой индуктивности с фиксированным значением. Этот индуктор имеет ферритовый сердечник, расположенный внутри катушки. Другие индукторы, такие как воздушный сердечник и железный сердечник, имеют меньшее значение индуктивности, больше потерь и ограниченную частоту работы. Таким образом, используя катушки индуктивности с ферритовым сердечником, эти проблемы можно решить. Таким образом, этот индуктор является правильным выбором для различных электрических требований. Вот вопрос к вам, какова функция индуктора?