Indutor: O que é, Tipos e Mais
Existem muitos tipos diferentes de indutores, cada um com suas próprias propriedades – entender as propriedades dos diferentes tipos é essencial para selecionar o tipo certo para um circuito.
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Nosso tutorial sobre indutores inclui:
Tipos de indutores | Especificações de indutores | Como selecionar o indutor correto | Ferrites | Esferas de ferrite | Transformadores, tipos, aplicações
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Os indutores são um elemento essencial de muitos projetos de circuitos e existem muitos tipos e estilos usados em toda a indústria eletrônica.
Os indutores executam várias funções diferentes nos vários projetos de circuitos eletrônicos. Alguns tipos podem ser usados para filtrar e remover picos em linhas de energia, outros são usados em filtros de alto desempenho. Outros podem ser usados dentro de osciladores, e existem muitas outras áreas onde os indutores podem ser usados.
Como resultado disso, existem muitos tipos diferentes de indutores que podem ser obtidos. Tamanho, frequência, corrente, valor e muitos outros fatores significam que existe toda uma série de diferentes tipos e formas de indutor.
Além disso, existem tipos de chumbo convencionais. Outros maiores podem ser fixados em um chassi e, no outro extremo, existem indutores de dispositivos de montagem em superfície muito pequenos.
Noções básicas do indutor
Ao olhar para o que é um indutor e quais são os diferentes tipos de indutores disponíveis, primeiro vale a pena entender sua função: o que são, como operam em um projeto de circuito eletrônico e os diferentes formatos dos componentes eletrônicos reais.
Embora existam muitos tipos diferentes de indutores, todos obedecem às mesmas leis básicas da natureza. Cada indutor cria um campo magnético ao redor do condutor e o efeito disso é que o indutor resiste a qualquer mudança no fluxo de corrente.
Se a fonte do EMF for removida, o indutor criará um EMF traseiro para tentar manter a corrente. Se um sinal alternado for aplicado, ele impedirá o fluxo de corrente como resultado da reatância indutiva.
Os parâmetros básicos são usados dentro do indutor, seja qual for o seu tipo.
Nota sobre indutância:
A indutância é um dos fatores básicos que afetam os circuitos elétricos. Qualquer fio ou bobina tem uma certa indutância associada a ele que é causada pelo campo magnético que é configurado quando a corrente flui. A energia é armazenada no campo e a ação da bobina é exibir uma resistência à mudança do fluxo de corrente dentro do condutor ou bobina.
Leia mais sobre indutância.
Embora haja um nível de indutância associado a um fio reto, o efeito é aprimorado quando o fio é transformado em uma bobina. O efeito é aumentado ainda mais se um núcleo magnético for usado também para o indutor.
É por esta razão que muitos indutores têm núcleos de ferro ou ferrite. Isso aumenta consideravelmente o nível de indutância e significa que o indutor terá um efeito muito maior para um determinado tamanho.
Núcleos indutores
Os indutores são normalmente feitos na forma de uma bobina. A razão para isso é que o campo magnético está ligado entre os enrolamentos e se acumula. Como tal, um indutor com uma indutância suficientemente grande pode ser construído mais facilmente.
Como a permeabilidade do meio no qual a bobina está localizada tem um efeito importante na indutância, um núcleo passando pelo centro da bobina é frequentemente usado.
Núcleos como ferro, ferrite e outros materiais magnéticos são usados. Tudo isso aumenta significativamente o nível de indutância que pode ser obtido, mas deve-se tomar cuidado na escolha do núcleo para garantir que seu desempenho seja adequado ao nível de potência, frequência e aplicação geral do indutor.
Diferentes tipos de núcleo indutor
Como outros tipos de componentes, como o capacitor, existem muitos tipos diferentes de indutor. No entanto, pode ser um pouco mais difícil definir exatamente os diferentes tipos de indutor porque a variedade de aplicações do indutor é muito ampla.
Embora seja possível definir um indutor por seu material de núcleo, esta não é a única maneira pela qual eles podem ser categorizados. No entanto, para as definições básicas, essa abordagem é usada.
- Indutor com núcleo de ar: Este tipo de indutor é normalmente usado para aplicações de RF onde o nível de indutância necessário é menor. O fato de nenhum núcleo ser usado tem várias vantagens: não há perda dentro do núcleo, pois o ar não tem perdas, e isso resulta em um alto nível de Q, assumindo que a resistência do indutor ou da bobina é baixa. Contra isso o número de voltas na bobina é maior para ganhar o mesmo nível de indutância e isso pode resultar em um aumento físico de tamanho.Embora esse tipo de indutor seja denominado indutor com núcleo de ar, muitas vezes eles podem ser enrolados em um molde para manter as voltas no lugar. Bobinas menores podem ser realmente com núcleo de ar e não ter formador, mas isso pode levar a aspectos como mudanças na indutância com choque, vibração e similares.Quando os formadores são usados, eles serão escolhidos de um material que não conduz corrente – se ele conduzisse corrente, as correntes seriam induzidas no primeiro, o que destruiria a ação do indutor. Consequentemente, materiais isolantes são frequentemente escolhidos: plástico, cerâmica e similares.
- Indutor com núcleo de ferro: Núcleos de ferro são normalmente usados para tipos de indutores de alta potência e alta indutância. Algumas bobinas ou bobinas de áudio podem usar laminado de ferro. Eles geralmente não são amplamente utilizados hoje em dia devido ao custo e tamanho.Quando são usados, o núcleo é laminado, pois isso reduz as correntes parasitas e, portanto, a perda
- Indutor com núcleo de ferrite: Ferrite é um dos núcleos mais amplamente utilizados para uma variedade de tipos de indutor. A ferrita é uma cerâmica de óxido metálico baseada em uma mistura de óxido férrico Fe2O3 e óxidos de manganês-zinco ou níquel-zinco que são extrudados ou prensados na forma desejada.
Indutores em um formador de ferrite toroidal - Existem muitos graus e tipos diferentes de ferrita usados nesses componentes eletrônicos. Eles têm diferentes níveis de permeabilidade e, portanto, fornecem diferentes níveis de aumento na indutância. No entanto, eles também introduzem perdas que aumentam com a frequência, etc. Portanto, a escolha da ferrita correta para o indutor específico necessário faz parte da escolha se eles forem especificamente enrolados para um projeto de RF ou outro projeto de circuito geral.
- Indutor de energia de ferro: Outro núcleo que pode ser usado em vários tipos de indutor é o óxido de ferro. Como a ferrita, isso proporciona um aumento considerável na permeabilidade, permitindo assim que bobinas ou indutores de indutância muito maior sejam fabricados em um espaço pequeno.
Diferentes tipos e aplicações de indutores mecânicos
Os indutores também podem ser categorizados em termos de sua construção mecânica. Existem vários tipos padrão diferentes pelos quais os indutores podem ser categorizados:
- Indutor baseado em bobina: Este tipo de indutor é usado em uma bobina cilíndrica. Eles podem ser projetados para montagem em placa de circuito impresso, mesmo a montagem em superfície pode ser muito maior e montada por algum outro meio mecânico. Algumas versões mais antigas desses indutores podem até ter um formato semelhante aos resistores normais com chumbo.
- Indutor toroidal: Esta forma de indutor é enrolada em um toróide – um formador circular. A ferrita é frequentemente usada como forma, pois aumenta a permeabilidade do núcleo. A vantagem de um toróide é que o toróide permite que o fluxo magnético se desloque em um círculo ao redor do toróide e, como resultado, o vazamento de fluxo é muito baixo. A desvantagem de um indutor toroidal é que ele requer uma máquina de enrolamento especial para realizar a fabricação, pois o fio deve ser passado pelo toróide para cada volta necessária.
indutor toroidal - Indutor de cerâmica multicamadas: Este tipo de indutor é amplamente utilizado para tecnologia de montagem em superfície. O indutor é fabricado dentro de uma ferrita ou, mais comumente, de um material cerâmico magnético. A bobina está contida dentro do corpo da cerâmica e é apresentada ao circuito externo nas tampas da mesma forma que os capacitores de chip, etc.
- Indutor de filme: Esta forma de indutor usa um filme de condutor em um material de base. O filme é então gravado ou moldado para fornecer o perfil do condutor necessário.
Como pode ser visto, existem várias maneiras de classificar os diferentes tipos de indutor. Cada um desses componentes eletrônicos tem suas próprias vantagens e, portanto, é necessário tomar uma decisão sobre as várias opções disponíveis ao escolher um indutor para uma determinada aplicação, seja um projeto de circuito de baixa frequência, um projeto de RF ou até mesmo filtros EMC. , ou outras aplicações de design de circuitos eletrônicos. Materiais e tecnologia modernos significam que o desempenho dos indutores aumentou e muitas outras opções estão abertas ao projetista de circuitos, seja para aplicações de RF, combate a EMI ou para aplicações de energia.
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