Air Core Inductor : Κατασκευή, Εργασία, Επαγωγή & Εφαρμογές του

Ένας επαγωγέας είναι ένα ηλεκτρικό εξάρτημα που χρησιμοποιείται κυρίως για την αποθήκευση ενέργειας όταν το ρεύμα ρέει μέσα από αυτό μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο. Οι επαγωγείς κατασκευάζονται γενικά με ένα αγώγιμο σύρμα τυλίγοντάς το σε ένα πηνίο γύρω από έναν εσωτερικό πυρήνα όπου κάθε στροφή καλωδίου ονομάζεται περιέλιξη. Σε έναν επαγωγέα, ο αριθμός των περιελίξεων μέσα στο πηνίο σχετίζεται άμεσα με την αυτεπαγωγή. Υπάρχουν διαφορετικά τύπους επαγωγέων διατίθεται όπου ο επαγωγέας πυρήνα αέρα είναι ένας από τους τύπους. Αυτό είναι ένα μη μαγνητικό πηνίο πυρήνα που ονομάζεται επίσης πηνίο πυρήνα αέρα. Αυτοί οι επαγωγείς χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπου είναι χαμηλά επαγωγή & απαιτούνται υψηλή συχνότητα. Αυτό το άρθρο εξετάζει μια επισκόπηση ενός πηνίο πυρήνα αέρα – εργασία με εφαρμογές.

Τι είναι το Air Core Inductor;

Ένας τύπος επαγωγέα ή συρμάτινο πηνίο χωρίς μαγνητικό πυρήνα στο πηνίο είναι γνωστός ως επαγωγέας πυρήνα αέρα ή επαγωγέας πηνίου αέρα. Σε αυτόν τον επαγωγέα, ένας πυρήνας αέρα εξασφαλίζει χαμηλότερη επαγωγή κορυφής, ωστόσο, μειώνει επίσης τις απώλειες ενέργειας που σχετίζονται με επαγωγείς φερρίτη. Η έλλειψη απωλειών πυρήνα επιτρέπει στους επαγωγείς πυρήνα αέρα να λειτουργούν στις μέγιστες συχνότητες. Ενα σύμβολο πηνίου πυρήνα αέρα φαίνεται παρακάτω.

Αυτοί οι τύποι επαγωγέων χρησιμοποιούνται κάθε φορά που απαιτείται μικρότερη ποσότητα επαγωγής και δεν έχουν απώλεια πυρήνα επειδή δεν υπάρχει πυρήνας. Ωστόσο, ο αριθμός των στροφών σε αυτό το πηνίο θα πρέπει να είναι μεγαλύτερος σε σύγκριση με άλλους επαγωγείς που έχουν τον πυρήνα. Γενικά, οι κεραμικοί επαγωγείς ονομάζονται συχνά επαγωγείς πυρήνα αέρα. Αυτοί οι επαγωγείς παρέχουν αποτελεσματικές λύσεις ειδικά για μαγνητικές απαιτήσεις λειτουργίας διακόπτη όταν εστιάζετε σε υψηλή συχνότητα, υψηλή γραμμικότητα και μειωμένη απώλεια πυρήνα.

Κατασκευή

Η βασική κατασκευή του επαγωγέα πυρήνα αέρα είναι ότι αποτελείται από πηνία με έναν αριθμό στροφών σύρματος που τυλίγονται σε συνηθισμένο χαρτόνι. Έτσι, κεραμικά ή πλαστικά μορφοποιητικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μονωτικό υλικό. Σε αυτόν τον επαγωγέα, το κενό σε έναν διαμορφωτή χαρτιού ή πλαστικού λειτουργεί σαν πυρήνας. Έτσι, αυτό το κενό δεν έχει τίποτα παρά μόνο έχει αέρα μέσα στο πρώτο, γνωστό ως πηνίο πυρήνα αέρα. Επομένως, ο αέρας λειτουργεί ως πυρήνας.

Αρχή λειτουργίας

Αυτοί οι επαγωγείς λειτουργούν με βάση ότι ο αέρας έχει μια αρκετά ελάχιστη ηλεκτρική αγωγιμότητα. Έτσι, η επαγωγή του πυρήνα του αέρα είναι επίσης χαμηλή, παράγοντας ένα ασθενές μαγνητικό πεδίο. Λόγω της μικρής δημιουργίας μαγνητικού πεδίου των πυρήνων αέρα, επιτυγχάνει ταχύτερη άνοδο του ρεύματος αποφεύγοντας την απώλεια σήματος. Αυτή η απώλεια συμβαίνει κυρίως όταν ένας επαγωγέας δημιουργεί υψηλές εντάσεις μαγνητικού πεδίου μέσα σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα.

Διαφορά b/n Επαγωγέας πυρήνα αέρα έναντι πηνίου συμπαγούς πυρήνα

Η διαφορά μεταξύ των επαγωγέων πυρήνα αέρα και των επαγωγέων συμπαγούς πυρήνα περιλαμβάνει τα ακόλουθα.

Επαγωγή πηνίου αέρα πυρήνα

Ο τύπος επαγωγής επαγωγέα πυρήνα αέρα μονής στρώσης μπορεί απλά να εκφραστεί ως d2n2/18d+40z .

Οπου,

Το «D» αντιπροσωπεύει τη διάμετρο του πηνίου.
Το «n» αντιπροσωπεύει το αρ. των στροφών μέσα στο πηνίο.
Το «z» αντιπροσωπεύει το μήκος του επαγωγέα.
Η αυτεπαγωγή μετριέται απλώς σε μΗ ή σε μικροενριές..

Πλεονεκτήματα μειονεκτήματα

ο πλεονεκτήματα των επαγωγέων πυρήνα αέρα περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

• Η κατασκευή αυτού του πηνίου είναι πολύ απλή.
• Αυτά τα πηνία προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα χωρίς κορεσμό, χωρίς απώλειες σιδήρου και λειτουργία υψηλής συχνότητας.
• Δεν εξαρτάται από τον ρυθμό του ρεύματος που μεταφέρει.
• Αυτός ο επαγωγέας αφαιρεί επίσης τις απώλειες σιδήρου από τον μαγνητικό πυρήνα.
• Σε υψηλές συχνότητες, αυτός ο επαγωγέας δεν έχει απώλειες και παραμόρφωση πυρήνα.
• Αυτός ο τύπος πηνίου δεν είναι ακριβός.
• Η ελαφρά απώλεια σήματος εμφανίζεται σε μέγιστες εντάσεις μαγνητικού πεδίου.
• Μια ηλεκτρομαγνητική συχνότητα που μεταφέρεται από αυτόν τον επαγωγέα είναι έως και 1 GHz, ωστόσο όταν η συχνότητα υπερβαίνει τα 100 MHz, τότε οι επαγωγείς σιδηρομαγνητικού πυρήνα παρουσιάζουν απώλεια.

ο μειονεκτήματα των επαγωγέων πυρήνα αέρα περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

• Το μέγεθος αυτού του πηνίου είναι μεγάλο.
• Ο παράγοντας Q αυτού του επαγωγέα είναι χαμηλός.
• Η υψηλή τιμή επαγωγής αυτών των επαγωγέων δεν είναι δυνατή.
• Ο αριθμός των στροφών μέσα σε ένα πηνίο που απαιτείται για την επίτευξη της παρόμοιας αυτεπαγωγής που θα συνέβαινε σε έναν επαγωγέα συμπαγούς πυρήνα.
• Η χαμηλότερη ηλεκτρική αγωγιμότητα του αέρα μετατρέπεται σε χαμηλή μαγνητική διαπερατότητα και στη συνέχεια χαμηλότερη επαγωγή.

Εφαρμογές / Χρήσεις πηνίου αέρα πυρήνα

Οι εφαρμογές των επαγωγέων πυρήνα αέρα περιλαμβάνουν τις ακόλουθες.

• Αυτοί οι επαγωγείς χρησιμοποιούνται κυρίως για το σχεδιασμό πηνίων συντονισμού RF.
• Αυτά είναι απαραίτητα για διαφορετικές εφαρμογές όπως συσκευές υπολογιστών, ηλεκτρονικές συσκευές, τηλεοράσεις, συσκευές επικοινωνίας, φορτιστές κινητών και DVD.
• Αυτοί οι επαγωγείς χρησιμοποιούνται επίσης σε κυκλώματα snubber, κυκλώματα φίλτρων και εφαρμογές βασισμένες σε υψηλές συχνότητες όπως δέκτες τηλεόρασης και ραδιοφώνου.
• Αυτός ο επαγωγέας μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές χαμηλών συχνοτήτων που κυμαίνονται από 20 Hz – 1 MHz.
• Αυτά χρησιμοποιούνται κυρίως για ενδιάμεση σύζευξη.
• Αυτοί οι επαγωγείς παίζουν βασικό ρόλο στο σχεδιασμό των πηνίων συντονισμού RF & IF.
• Χρησιμοποιείται για να εξασφαλίσει χαμηλότερη επαγωγή κορυφής, αλλά και μειώνει τις απώλειες ενέργειας που σχετίζονται με επαγωγείς φερρίτη .
• Αυτοί οι επαγωγείς χρησιμοποιούνται σε πομπούς ραδιοφώνου για τη μείωση των αρμονικών κραδασμών όταν διασχίζουν ηλεκτρομαγνητικά σήματα.
• Αυτά χρησιμοποιούνται σε στερεοφωνικά ηχεία Hi-Fi για να διασφαλιστεί η ελάχιστη παραμόρφωση του ήχου.

Επομένως, πρόκειται για όλα μια επισκόπηση ενός επαγωγέα πυρήνα αέρα – εργασία με εφαρμογές. Αυτοί οι επαγωγείς παρέχουν απλώς αποτελεσματικές λύσεις για μαγνητικές απαιτήσεις λειτουργίας διακόπτη, ιδιαίτερα όταν εστιάζουν σε υψηλή συχνότητα, υψηλή γραμμικότητα και μειωμένη απώλεια πυρήνα. Επιπλέον, αυτές είναι επίσης ιδανικές λύσεις όταν ο χώρος δεν είναι απαγορευτικός. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η λειτουργία ενός επαγωγέα;