Applicazione di induttori

Se la pensi intensamente, non è possibile contare tutti i tipi di applicazioni per una cosa apparentemente semplice come un induttore. In un articolo, ne ricordiamo solo alcuni. Nel frattempo, l'ingegno e il talento umano non si stancano di esprimersi in modo creativo, inventare e sviluppare sempre più nuovi dispositivi e meccanismi basati su induttore.

Sembrerebbe che qui puoi costruire? Una semplice bobina di filo, può essere un nucleo di una certa forma e la corrente che passa attraverso il filo in una forma costante, variabile o pulsata. Eppure, senza induttori, tutta la moderna ingegneria elettrica semplicemente non potrebbe esistere. Diamo un'occhiata più da vicino.

Elettromagnete di sollevamento

Le rondelle degli ascensori sono utilizzate da molti anni in tutto il mondo per caricare rifiuti ferromagnetici. Applicando una potenza elettrica di 18 kW all'avvolgimento di lavoro, è possibile trattenere e immergere più di 2 tonnellate di ferro alla volta, mentre la forza di strappo sviluppata a una data potenza supera le 25 tonnellate.

Un elettromagnete con un diametro di circa 1,5 metri si aggrappa semplicemente al gancio della gru, di norma è alimentato da una tensione alternata trifase ed è possibile caricare rapidamente materiali ferromagnetici o alcuni prodotti in ferro. Gli avvolgimenti sezionati di diversi induttori ricevono corrente magnetizzando un nucleo realizzato in una lega speciale, che a sua volta attira, diciamo, rottami metallici che devono essere caricati nelle automobili.

Relè elettromagnetico

E se fosse necessario accendere e spegnere periodicamente l'alimentazione di alcuni circuiti elettrici, come se si stesse premendo un pulsante su un interruttore meccanico, mentre non è consigliabile inserire una chiave a semiconduttore e un interruttore meccanico o interruttore a levetta non è conveniente e esteticamente piacevole?

Supponiamo di dover solo toccare il sensore con un dito e il risultato dovrebbe essere il processo di connessione di un carico potente, come una lampada o un motore, alla (o disconnessione) dalla rete. Vieni in soccorso relè elettromagnetici. Grazie al relè, puoi rifiutarti dagli enormi pulsanti degli interruttori, invece, ora puoi semplicemente toccare i micro pulsanti a cui reagirà il circuito elettronico, la cui funzione è quella di fornire energia alla bobina del relè o rimuovere l'alimentazione da esso. La bobina del relè è la bobina di un elettromagnete (di nuovo un induttore), che attira un contatto caricato a molla che funge da interruttore meccanico.

trasformatore

Per convertire una tensione e una corrente alternate di una grandezza in una tensione e una corrente alternate di un'altra magnitudine, utilizzare trasformatori. Gli avvolgimenti primario e secondario del trasformatore montato sul nucleo ferromagnetico sono induttori.

L'avvolgimento primario, quando una corrente alternata passa attraverso il suo filo, crea un flusso magnetico alternato nel volume del nucleo, che penetra nelle spire dell'avvolgimento secondario, induce un EMF al suo interno e crea una tensione dell'avvolgimento secondario. I trasformatori aumentano la tensione delle centrali elettriche e le forniscono alle linee elettriche, quindi riducono la tensione dalle linee elettriche e la forniscono alle nostre case.

Non ci sarebbero trasformatori (induttori come avvolgimenti primari e secondari) - non ci sarebbe trasmissione o distribuzione di elettricità. Per non parlare degli autotrasformatori di laboratorio, dei trasformatori di saldatura, dei trasformatori di ferrite negli alimentatori a commutazione e, naturalmente, non si parla di bobine di accensione nelle automobili, ma anche le bobine di accensione sono speciali, ma i trasformatori, cioè di nuovo gli induttori.

soffocamento

Per convertire l'elettricità negli alimentatori a commutazione, vengono utilizzati induttori speciali - induttori. La funzione di una tale bobina è di accumulare prima energia sotto forma di un campo magnetico nel nucleo, immagazzinarlo lì, quindi darlo al carico. Se un trasformatore converte l'elettricità contemporaneamente, l'induttore riceve prima l'energia, quindi emette.

Il processo di conversione dell'elettricità sull'acceleratore è diviso nel tempo. Tuttavia, qui hai di nuovo l'uso di un induttore, la sua proprietà principale. L'impulso corrente viene alimentato all'avvolgimento dell'induttore, l'induttore immagazzina energia in un campo magnetico. Quindi, l'impulso di corrente non agisce più, ma un carico è collegato all'induttore e la corrente dell'induttore scorre attraverso il carico, ma a una tensione diversa, a seconda delle caratteristiche temporali del circuito di controllo del convertitore. Quindi l'induttore continuamente, ad esempio, nelle lampade a risparmio energetico, funziona in combinazione con interruttori a semiconduttore.

Forni a induzione e piani cottura a induzione

Un induttore è una bobina centrale. Ma cosa succede se, come nucleo, all'interno di una bobina, nel suo campo d'azione, viene introdotto un tipo di preforma da materiale ferromagnetico che deve essere riscaldato da correnti parassite? Ecco come funzionano i forni a induzione e fornelli a induzione. Una bobina del riscaldatore a induzione funge da induttore per una billetta ferromagnetica, inducendo in essa correnti parassite ad alta frequenza, portando al riscaldamento della billetta fino alla fusione.

Il fornello a induzione funziona in modo simile. Il fondo delle pentole è riscaldato da una corrente parassita, come il nucleo di un induttore, il cui avvolgimento è nascosto all'interno del pannello di una cucina a induzione. A proposito, le bobine a induzione sono utilizzate anche nei circuiti di alimentazione dei fornelli a induzione, nel ruolo di trasformatori di impulsi e strozzatori.

Filtro RFI

L'induttore ha la proprietà di impedire il cambiamento della corrente, esibisce una sorta di inerzia elettromagnetica, causando la perdita di corrente attraverso se stessa, poiché mentre la corrente si accumula attraverso la bobina, il campo magnetico creato da essa non può cambiare istantaneamente, il cambiamento richiede tempo, l'induttore sembra rallentare variazione di corrente del campo magnetico nel proprio filo.

Questa proprietà, per prevenire le modifiche correnti, viene utilizzata nei filtri RFI induttivi. Per la corrente continua, la bobina non è una resistenza, a meno che la resistenza del suo filo non funga da resistenza attiva, ma per una corrente alternata e ad alta frequenza (come il rumore di commutazione), la bobina diventerà un ostacolo. Quindi i filtri basati su induttori proteggono reti e circuiti dalle interferenze.

Come parte di un circuito oscillatorio

Un circuito oscillante è una bobina, in particolare un induttore (con un nucleo) collegato a un condensatore. Il circuito oscillante in quanto tale di solito funge da sistema oscillante. Ha una propria frequenza di risonanza e quindi può fungere da collegamento principale per ricevere o ricevere oscillazioni di una certa frequenza, ad esempio nelle comunicazioni radio.

A proposito, i riscaldatori a induzione hanno spesso un induttore collegato in parallelo con un condensatore, in tali condizioni la bobina dell'induttore è anche parte integrante del circuito oscillatorio. Inoltre, il circuito risonante stesso può fungere da filtro - per passare e amplificare correnti di frequenze vicine alla frequenza di risonanza naturale e sopprimere le frequenze lontane da esso. Nei ricevitori radio, anche le antenne in ferrite fanno parte di un circuito oscillatorio sintonizzabile.

Rotori e statori di motori e generatori

Nei motori e nei generatori, lo statore e il rotore sono induttori modificati. rotore generatore di auto con avvolgimento di campo e poli: perché non un induttore?

Lo statore dello stesso generatore ha un avvolgimento trifase - questa è una sorta di modifica dell'induttore. Perfino un motore a induzione - anche quello ha un avvolgimento di statore, che può anche essere chiamato un induttore. Inoltre, le induttanze di queste bobine di statore vengono prese in considerazione come tali quando si selezionano i condensatori di lavoro, ad esempio quando un motore trifase deve essere adattato all'alimentazione da un circuito monofase.

Sensori di spostamento e posizione

I sensori di spostamento e posizione induttivi sono induttori con nuclei modificati. Parte del nucleo della bobina sotto forma di una piastra, in movimento cambia l'induttanza della bobina e i parametri di frequenza del circuito cambiano a causa di cambiamenti nell'induttanza. Questo risolve la presenza di un oggetto nel campo di azione del sensore. Oppure, un nucleo cilindrico a forma di bastoncino può muoversi mentre l'oggetto associato si muove e le informazioni sulla posizione dell'oggetto vengono lette nei parametri di frequenza associati all'induttanza variabile della bobina il cui nucleo si sta muovendo.

Direzione del raggio CRT

In alcuni monitor con tubi a raggi catodici, il flusso di particelle cariche viene focalizzato e deviato da speciali bobine del sistema di deflessione. Le bobine di induttanza del sistema di deflessione sono montate su un nucleo di ferrite appositamente sagomato in cui è inserito il tubo a raggi catodici. Regolando la corrente negli avvolgimenti, il circuito modifica i parametri del campo magnetico totale di tutte le bobine del sistema, a seguito del raggio viene creato un certo percorso per colpire una posizione calcolata con precisione sullo schermo.

Elettrovalvola, elettroserratura, relè riavvolgitore

Come un magnete che attira oggetti di ferro, la bobina è in grado di attirare un nucleo ferromagnetico in una forma o nell'altra. Alcune chiusure elettriche, elettrovalvole e, ad esempio, il relè riavvolgitore di un motorino di avviamento, spostando la curva e tenendola per un po 'in posizione di lavoro fino all'avviamento del motore, funzionano approssimativamente secondo questo principio. Una potente bobina prima estrae l'ancora, quindi la tiene. Quando la corrente viene disattivata, la curva viene riportata al suo posto da una molla.

Bobine di confinamento magnetico al plasma

I Tokamaki sono installazioni di fusione termonucleare in cui il plasma viene trattenuto creando un campo magnetico attorno ad esso in modo che il plasma si muova solo lungo le linee di forza, ma non può esplodere attraverso di esse e interrompere il processo. All'interno di una certa configurazione di bobine superconduttive, nel caso più semplice - infilate in un cerchio attorno a un toro, il plasma potrebbe ipoteticamente circolare quasi per sempre. Come puoi vedere, gli induttori si sono trovati in tokamak - camere toroidali con bobine magnetiche. Il nome dell'installazione parla da solo.

Bobina di Tesla

Parlando di induttori, non si può fare a meno di ricordare la leggendaria bobina di Tesla (o trasformatore risonante). In questo caso, l'induttore funziona simultaneamente come trasformatore, come circuito oscillante e come antenna ricevente con capacità aperta. Non esiste un condensatore parallelo alla bobina risonante, come in un riscaldatore a induzione, ma esiste una capacità solitaria sotto forma di un toroide.

Oltre al parametro "induttanza", ogni bobina ha anche una capacità e una propria impedenza d'onda. Tutti questi parametri vengono presi in considerazione durante la configurazione. Trasformatore Tesla. Sembrerebbe che solo un induttore a terra con un toroide nella parte superiore, abbia introdotto la sua risonanza. Ma quanto è impressionante!