H.R. Hertz de Alemania en 1887 y N. Tesla de los Estados Unidos en 1890 son inductores muy conocidos que se utilizan en experimentos que se denominan bobina de Hertz y bobina de Tesla.

II. Aplicaciones funcionales

En el circuito, el inductor desempeña principalmente el papel de filtrado, oscilación, retraso, muesca, etc., así como el filtrado de señales, el filtrado de ruido, la estabilización de la corriente y la supresión de interferencias electromagnéticas. La función más común del inductor en el circuito es formar junto con el condensador el circuito de filtro LC.

El condensador tiene las propiedades de "bloquear corriente continua, permitir corriente alterna", mientras que el inductor tiene la función de "permitir corriente continua, bloquear corriente alterna."

Cuando la corriente continua, que está acompañada de muchas señales de interferencia, fluye a través del circuito de filtro LC, la señal de interferencia de corriente alterna se convierte en energía térmica por el inductor. Cuando la corriente continua relativamente pura fluye a través del inductor, la señal de interferencia de corriente alterna también se convierte en inducción magnética y energía térmica, y las frecuencias más altas son más propensas a ser impedidas por el inductor, lo que puede suprimir las señales de interferencia de alta frecuencia.

Los inductores tienen las propiedades de prevenir el paso de corriente alterna y permitir que la corriente continua fluya sin problemas. Cuanto mayor es la frecuencia, mayor es la impedancia de la bobina. Por lo tanto, la función principal del inductor es aislar, filtrar la señal de CA o formar un circuito de resonancia con condensadores, resistencias, etc.

Estructura del 3. Inductor

Los inductores generalmente consisten en un marco, un devanado, una carcasa de blindaje, un material de embalaje, un núcleo magnético o un núcleo de hierro, etc.

1. Marco

El marco se refiere generalmente a la estructura sobre la que se enrolla la bobina. Algunos de los inductores fijos más grandes o inductores ajustables (como bobinas de oscilación, bobinas de choque, etc.) generalmente tienen alambre esmaltado (o hilo) enrollado alrededor del marco, y luego se introduce el núcleo magnético o núcleo de cobre, núcleo de hierro, etc. en los espacios internos del marco para mejorar la inductancia.

El marco generalmente está hecho de plástico, baquelita y cerámica y puede tomar diferentes formas según la necesidad real. Los inductores pequeños (como inductores codificados por colores) generalmente no utilizan un marco, sino que enrollan el alambre esmaltado directamente alrededor del núcleo. Los inductores de núcleo de aire (también conocidos como bobinas trenzadas o bobinas de núcleo de aire, que se utilizan principalmente en circuitos de alta frecuencia) no utilizan núcleos magnéticos, marcos, blindajes, etc., sino que se enrollan sobre la forma antes de quitar la forma y mantienen una cierta distancia entre las bobinas.

2. Devanado

El devanado se refiere a un grupo de bobinas con una función específica, que es el componente básico de un inductor. Hay devanados de una sola capa y de múltiples capas. Los devanados de una sola capa también tienen dos formas: devanado apretado (cuando se enrolla, los alambres se enrollan uno tras otro) y devanado intermedio (cuando se enrolla, cada devanado de los alambres se separa por una cierta distancia). Los devanados de múltiples capas incluyen devanados planos en capas, devanados aleatorios, devanados en panal, etc.

3. Núcleo magnético y barra magnética

El núcleo magnético y la barra magnética generalmente están hechos de ferrita de níquel-zinc (serie NX) o ferrita de manganeso-zinc (serie MX) y otros materiales que tienen formas de "I", columna, sombrero, "E", tanque y otras formas.

4. Núcleo de hierro

Los materiales del núcleo son principalmente chapa de acero al silicio, permalloy, etc., su forma es generalmente del tipo "E".

5. Blindaje

Para evitar que el campo magnético generado por algunos inductores interfiera con el funcionamiento normal de otros circuitos y componentes, se agrega una cubierta de blindaje metálico (como la bobina de oscilación de un radio de semiconductores). El inductor que utiliza el blindaje aumenta la pérdida de la bobina y disminuye el valor Q.

6. Materiales de embalaje

Después de enrollar algunos inductores (como inductores codificados por colores, inductores de anillo de color, etc.), la bobina y el núcleo magnético se sellan con materiales de embalaje. El material de embalaje es plástico o resina epoxi.

4. Bobina de cobre

La inductancia es la relación entre el flujo magnético del alambre y la corriente que genera un campo magnético variable alrededor del alambre cuando una corriente alterna fluye a través del alambre. Cuando una corriente continua fluye a través del inductor, solo aparece una línea de campo magnético fija a su alrededor, que no cambia con el tiempo;

Sin embargo, cuando una corriente alterna fluye a través de la bobina, aparecen líneas de fuerza magnética que cambian con el tiempo. Según la ley de Faraday de la inducción electromagnética - para analizar la electricidad magnética, el cambio en las líneas de campo magnético en ambos extremos de la bobina generará una tensión inducida que corresponde a un "nuevo suministro de energía". Cuando se forma un bucle cerrado, esta tensión inducida genera una corriente inducida.

Según la ley de Lenz, la cantidad total de líneas de fuerza magnética generadas por la corriente inducida intentará prevenir el cambio en las líneas de fuerza magnética. El cambio en la línea de campo magnético proviene del cambio en la fuente de corriente alterna externa, de modo que la bobina de inducción tiene la propiedad de prevenir el cambio de corriente en el circuito de corriente alterna desde un punto de vista objetivo. Las bobinas inductivas tienen propiedades similares a la inercia en la mecánica y se denominan eléctricamente "autoinducción". Las chispas ocurren en el momento en que se abre el interruptor o se enciende el interruptor. Este fenómeno de autoinducción es causado por una alta tensión inducida.

En resumen, cuando la bobina de inducción está conectada a la fuente de corriente alterna, las líneas de campo magnético dentro de la bobina cambian con la corriente alterna, lo que provoca que la bobina genere inducción electromagnética.

La fuerza electromotriz generada por el cambio de corriente de la bobina misma se denomina "fuerza electromotriz autoinducida".

Es importante reconocer que la inductancia es solo un parámetro relacionado con el número de vueltas, el tamaño, la forma y el medio de la bobina. Es una medida de la inercia de la bobina inductora y no tiene nada que ver con la corriente aplicada.

El principio de sustitución:

1. La bobina de inducción debe ser reemplazada por el valor original (el número de vueltas es igual y el tamaño es el mismo).

2. El inductor de parche solo necesita tener el mismo tamaño y también puede ser reemplazado por una resistencia de 0 ohmios o un cable.

Clasificación de las 5 inductancias

Sensor propio:

Cuando una corriente fluye a través de la bobina, se genera un campo magnético alrededor de la bobina. Cuando la corriente en la bobina cambia, el campo magnético a su alrededor también genera cambios correspondientes. Este campo magnético cambiante puede hacer que la bobina genere una fuerza electromotriz inducida (la fuerza electromotriz se utiliza para representar la tensión de salida de la fuente de corriente ideal del elemento activo), lo que se conoce como autoinducción.

Hecho de devanados de alambre, con un número específico de vueltas, puede generar una cierta cantidad de autoinducción o inductancia mutua de componentes electrónicos, a menudo denominada devanado de inductancia. Para aumentar el valor de inductancia, mejorar el factor de calidad y reducir el volumen, a menudo se agrega un núcleo de hierro o un núcleo magnético de material ferromagnético. Los parámetros básicos del inductor son inductancia, factor de calidad, capacitancia inherente, estabilidad, a través de la corriente y la frecuencia de uso. Un inductor que consiste en una sola bobina se denomina autoinductor, y su autoinducción también se denomina coeficiente de autoinducción.

Transformador:

Cuando dos devanados de inductancia están cerca uno del otro, el cambio en el campo magnético de un devanado de inductancia afectará al otro devanado de inductancia, y este efecto es la inductancia mutua. La magnitud de la inductancia mutua depende del grado de acoplamiento entre la autoinducción del devanado de inductancia y los dos devanados de inductancia. Los componentes fabricados según este principio se denominan transformadores.

VI. Propiedades de las inductancias

Las propiedades de un inductor son opuestas a las propiedades de un condensador. Tiene la propiedad de bloquear la corriente alterna y permitir que la corriente continua pase sin problemas. La resistencia, cuando la señal de CC fluye a través de la bobina, es que la caída de tensión de resistencia del propio alambre es muy baja. Cuando la señal de CA fluye a través de la bobina, se genera una fuerza electromotriz autoinducida en ambos extremos de la bobina. La dirección de la fuerza electromotriz autoinducida es opuesta a la dirección de la tensión aplicada, lo que obstaculiza el paso de la CA. Por lo tanto, las propiedades del inductor son permitir el paso de CC y bloquear la CA. Cuanto mayor es la frecuencia, mayor es la impedancia de la bobina. Las inductancias a menudo trabajan con condensadores en circuitos para formar filtros LC, osciladores LC, etc. Además, las personas también utilizan las propiedades de la inductancia para fabricar bobinas de choque, transformadores, relés, etc.

A través de CC:Significa que el inductor está en estado de conmutación de paso para CC. Si no se considera la resistencia de la bobina del inductor, la CC puede fluir "sin obstáculos" a través del inductor. Para la CC, la resistencia de la bobina misma es muy baja para obstaculizar la CC, por lo que a menudo se ignora en el análisis de circuitos.

Bloqueo de CA:Cuando la corriente alterna fluye a través de la bobina del inductor, el inductor tiene un efecto bloqueador sobre la corriente alterna, y es la reactancia inductiva de la bobina del inductor la que obstaculiza la corriente alterna.