Un induttore avvolto in aria è costituito da una bobina avvolta attorno a un nucleo non magnetico, solitamente aria ma può anche essere plastica, ceramica o un altro materiale non conduttivo. L'induttanza di un induttore avvolto in aria dipende dal numero di spire nella bobina, dal diametro del filo e dalle dimensioni fisiche della bobina. Le bobine sono generalmente prodotte con filo isolato in materiale di rame con estremità spelate e non spelate e estremità stagnate o nude. L'orientamento delle gambe della bobina include orientamenti radiali, opposti, assiali e altri orientamenti speciali.
Quando la corrente scorre attraverso la bobina, si genera un campo magnetico attorno ad essa, con conseguente autoinduttanza. A differenza dei componenti induttivi con nuclei ferromagnetici, gli induttori avvolti in aria non subiscono saturazione magnetica, il che li rende adatti per applicazioni che coinvolgono segnali ad alta frequenza o in cui sono cruciali basse perdite.
Vantaggi
1. Senza saturazione.
La corrente attraverso un induttore avvolto in aria non ha alcun impatto sull'induttanza della bobina. Al contrario, l'induttanza delle bobine con nuclei ferromagnetici tende a raggiungere il picco a intensità di campo moderate prima di diminuire a zero man mano che la saturazione si avvicina.
2. Nessuna perdita di ferro.
L'induttore avvolto in aria è privo delle "perdite di ferro" che interessano i nuclei ferromagnetici. Con l'aumentare della frequenza, i nuclei in aria offrono un fattore di qualità (o Q) più elevato, maggiore efficienza, maggiore gestione della potenza e minore distorsione.
3. Funzionamento ad alta frequenza.
L'induttore avvolto in aria può essere progettato per funzionare a frequenze fino a 1 Ghz.
L – induttanza in microhenry
r – raggio in pollici (misurato dal centro del filo al centro della bobina)
l – lunghezza della bobina in pollici
N – il numero di giri
Questi induttori avvolti in aria funzionano sulla base del fatto che l'aria ha una conduttività elettrica piuttosto minima. Quindi anche l'induttanza del nucleo d'aria è bassa, producendo un debole campo magnetico. Grazie alla piccola generazione di campo magnetico dei nuclei d'aria, si ottiene un aumento di corrente più rapido evitando la perdita di segnale. Questa perdita si verifica principalmente ogni volta che un induttore genera elevate intensità di campo magnetico all'interno di un circuito elettrico.
Applicazione:
- Gli induttori avvolti in aria vengono utilizzati principalmente per la progettazione di bobine di sintonia RF.
- È necessario per diverse applicazioni, come dispositivi informatici, dispositivi elettronici, TV, dispositivi di comunicazione, caricabatterie per cellulari e DVD.
- Gli induttori avvolti in aria vengono impiegati anche nei circuiti snubber, nei circuiti di filtro e nelle applicazioni ad alta frequenza, come i ricevitori televisivi e radiofonici.
- L'induttore avvolto in aria svolge un ruolo fondamentale nella progettazione delle bobine di sintonia RF e IF.
- Viene utilizzato per garantire un'induttanza di picco inferiore, ma riduce anche le perdite di energia associate agli induttori in ferrite.
- Gli induttori ad aria avvolti vengono utilizzati nei trasmettitori radio per ridurre le vibrazioni armoniche quando vengono attraversati dai segnali elettromagnetici.
- Viene utilizzato negli altoparlanti stereo Hi-Fi per garantire la minima distorsione del suono.
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