L'inductance est un composant électronique utilisé pour stocker de l'énergie électrique dans le champ magnétique une fois que le courant électrique y est fourni. Les inducteurs sont normalement transformés en une bobine avec un fil isolé enroulé. Chaque fois que du courant est fourni dans cette bobine de gauche à droite, un champ magnétique est généré dans le sens des aiguilles d'une montre. Ainsi, les inductances résisteront à tout changement dans le courant qui les traverse. Généralement, les inducteurs sont disponibles en trois types à noyau d'air, à noyau de fer et à noyau de ferrite. Les inducteurs de type air et noyau de fer effectuent simplement des opérations de fréquence minimale, des pertes plus élevées et une faible inductance tandis que l'inducteur à noyau de ferrite a une perméabilité élevée, une inductance élevée et une valeur fixe. Cet article fournit donc de brèves informations sur un inductance à noyau de ferrite – travailler avec des applications.
Qu'est-ce qu'un inducteur à noyau de ferrite ?
Une définition d'inductance à noyau de ferrite est un composant électrique passif à deux bornes utilisé pour résister aux variations du courant électrique qui le traverse. Cet inducteur utilise un matériau de ferrite comme le noyau principal qui a une haute électrique résistivité & haute perméabilité magnétique. Lors de l'utilisation de noyaux de ferrite dans inducteurs , différents facteurs doivent être pris en compte, tels qu'une saturation élevée, une impédance élevée, moins de pertes, la stabilité en température et les propriétés des matériaux. Il est donc généralement utilisé avec les fournisseurs d'alimentation et les applications de gestion de l'alimentation. Le symbole de l'inductance à noyau de ferrite est illustré ci-dessous.
Nous savons que dans une inductance à noyau de ferrite, le matériau de ferrite est utilisé comme un noyau. La composition générale de la ferrite est donc XFe2O4, où « X » signifie matériau de transition. Généralement, les ferrites utilisées dans les inducteurs sont disponibles en deux types de ferrites souples et de ferrites dures.
Les matériaux en ferrite douce ont la capacité d'inverser leur polarité sans aucune énergie extérieure.
Les ferrites dures sont des aimants permanents dont la polarité ne varie pas même une fois le champ magnétique détaché.
Principe de fonctionnement de l'inducteur à noyau de ferrite
L'inductance à noyau de ferrite fonctionne en permettant au flux de courant de générer un champ magnétique et le changement dans le champ magnétique entraîne la circulation d'un courant opposé. Ainsi, ils transforment l'énergie électrique en énergie magnétique et stockent l'énergie en eux.
L'inductance à noyau de ferrite utilise un matériau de noyau de ferrite qui est un type de noyau magnétique fabriqué avec de la ferrite. Une fois que ces noyaux métalliques sont utilisés dans ces inducteurs, le champ magnétique changeant présentera des courants de Foucault importants en raison de la conductivité électrique du noyau (métal). Ainsi, ces courants circulent dans les inducteurs avec la boucle fermée de courant.
Le rôle du noyau de ferrite dans ces inducteurs est d'aider à améliorer les performances de l'inducteur en fournissant simplement une perméabilité maximale à la bobine pour augmenter leur inductance et leur champ magnétique.
Généralement, la plage de perméabilité dans les inducteurs à noyau de ferrite s'étend de 1400 à 15 000 en fonction du type de matériau de ferrite utilisé. Ainsi, ces inducteurs ont une inductance élevée évaluée avec d'autres types d'inducteurs par des noyaux d'air.
Comment calculer l'inductance d'un inducteur à noyau de ferrite ?
Dans les inducteurs en ferrite, le terme ferrite est un ensemble de matériaux céramiques comprenant de fortes propriétés électromagnétiques comme une perméabilité élevée en combinaison avec une faible conductivité électrique.
Un simple inducteur de ferrite peut être conçu en enroulant un minimum de 20 tours de fil autour d'une tige de ferrite. Ainsi, l'inductance d'une tige de ferrite peut être mesurée à l'aide d'un inductancemètre. Ici, l'inductance est notée 'L' et le nombre de tours est indiqué par 'N'.
Calculez maintenant la valeur AL de l'inductance en ferrite. Ici, la valeur de 'AL' est la relation de base entre l'inductance par un noyau de ferrite spécifié et le non. de tours. La formule suivante est utilisée pour calculer la valeur AL.
AL = [(100/N)^2)] x L.
Par exemple, si vous avez mesuré la valeur « L » à l'étape 1 à 15 uH, la valeur « AL » équivalente sera :
AL = [(100/20)^2] x 15uH =( 5^2) x 15uH = 25 x 15uh = 375 uH.
La formule suivante est utilisée pour calculer la valeur d'inductance (L) en utilisant la valeur AL pour 'N'.
L = AL/[(100/N)^2].
Par exemple : Si N est 10, L = 375/[(100/10)^2] = 375/[10^2] = 375/100 = 3.75uH.
Si N = 20, L = 375/[(100/20)^2] = 375/[5^2] = 375/25 = 15uH.
D'en haut, nous pouvons remarquer que lorsque N augmente, l'inductance augmente. Cela est principalement dû au fait de placer un certain nombre de tours de fil autour d'une boucle, puis de concentrer le champ magnétique dans un espace mineur, là où il peut être plus efficace et produire plus d'inductance.
Caractéristiques de l'inductance à noyau de ferrite
La caractéristiques de l'inducteur à noyau de ferrite inclure les éléments suivants.
- Les inducteurs à noyau de ferrite ont de faibles pertes par courants de Foucault, une résistivité électrique élevée et une perméabilité élevée. Ces caractéristiques permettront donc à ces inductances d'être utilisées dans des applications haute fréquence.
- Dans ces types d'inducteurs, le flux de courant générera un champ magnétique ainsi que la variation dans le champ magnétique entraînera la circulation d'un courant opposé.
- Ils changent l'énergie de la forme électrique à la forme magnétique et stockent cette énergie convertie en eux.
Ils permettent aux courants continus mais pas aux courants alternatifs de circuler à travers eux à des fréquences maximales. - Ils ont des facteurs de haute qualité, un champ de fuite minimum, une inductance élevée et des performances en température.
Pertes
Les inducteurs à noyau de ferrite présentent des pertes telles que courant de Foucault et l'hystérésis. Ces inductances dépendent principalement des niveaux de fréquence. Dans ce type d'inductance, les pertes par courants de Foucault augmentent de façon exponentielle alors que les pertes par hystérésis augmentent linéairement avec l'augmentation du flux et de la fréquence.
De ces deux pertes dans cette inductance, la perte par hystérésis est la première mais jusqu'à un niveau de fréquence qui dépend des performances du coeur, au-delà duquel la perte par courants de Foucault est majoritaire.
Avantages et inconvénients
La avantages des inducteurs à noyau de ferrite inclure les éléments suivants.
- Les inducteurs à noyau de ferrite peuvent fonctionner à des fréquences élevées et moyennes.
- Cette inductance a moins de pertes par courants de Foucault.
- Ces inducteurs jouent un rôle important dans le contrôle de différents paramètres tels que la perte d'hystérésis et le coefficient de température par l'ajustement de l'entrefer.
- Ils assurent un dépistage complet.
- Il a la valeur d'inductance maximale.
- Cette inductance fournit une valeur d'inductance appropriée même pour des valeurs plus élevées.
- Il a une perméabilité maximale avec moins de perte.
- Le facteur Q peut être défini dans une bande de fréquence nécessaire.
Désavantages
La inconvénients des inducteurs à noyau de ferrite inclure les éléments suivants.
- Dans les inducteurs à noyau de ferrite, la perte augmentera à des fréquences plus élevées.
- Ces inducteurs ont une isolation compliquée.
- Ils ont un courant de Foucault plus important et aussi un courant nominal harmonique.
Applications de l'inducteur à noyau de ferrite
La applications des inducteurs à noyau de ferrite inclure les éléments suivants.
- Les inductances à noyau de ferrite sont principalement utilisées dans différentes applications de circuits électriques telles que la large bande, la conversion de puissance et la suppression des interférences.
- Ces inductances sont utilisées dans des bobines qui sont activées entre une gamme de fréquences AF à 100 MHZ.
- Ceux-ci sont applicables dans les transformateurs de puissance qui fonctionnent dans la plage de basses fréquences de 1 à 200 kHz.
- Ceux-ci sont utilisés à la fois aux hautes et moyennes fréquences.
- Ces inductances sont utilisées dans les circuits de commutation, Filtres Pi , et également dans l'antenne à tige de ferrite qui est principalement conçue pour les récepteurs MW (ondes moyennes).
- Ceux-ci sont utilisés dans le source de courant ou des composants de conditionnement de puissance.
Ainsi, ceci est un aperçu de l'inductance à noyau de ferrite qui est une inductance à valeur fixe. Cet inducteur a un noyau de ferrite disposé à l'intérieur de la bobine. D'autres inducteurs comme le noyau d'air et le noyau de fer ont moins de valeur d'inductance, plus de pertes et un fonctionnement à fréquence limitée. Ainsi, en utilisant des inductances à noyau de ferrite, ces problèmes peuvent être résolus. Cet inducteur est donc le bon choix pour différentes exigences électriques. Voici une question pour vous, quelle est la fonction d'un inducteur?
