Aplicació d’inductors

Si penseu detingudament, tot tipus d'aplicacions per a una cosa tan aparentment senzilla com un inductor simplement no es poden comptar. En un sol article, en recordem només alguns. Mentrestant, l’enginy i el talent humans no es cansen d’expressar-se creativament, d’inventar i desenvolupar cada cop més nous dispositius i mecanismes basats en inductor.

Semblaria que aquí es pot construir? Una simple bobina de filferro, pot ser un nucli d’una determinada forma, i el corrent que passa pel filferro de forma constant, variable o polsada. I, tanmateix, sense inductors, tota l’enginyeria elèctrica moderna simplement no podria existir. Mirem més de prop.

Elevació electromagnet

Les rentadores elevadores han estat utilitzades a tot el món durant molts anys per carregar residus ferromagnètics. Mitjançant l'aplicació d'una potència elèctrica de 18 kW al bobinatge de treball, és possible retenir i submergir més de 2 tones de ferro alhora, mentre que la força de desglaç desenvolupada a una potència determinada supera les 25 tones.

Un electroimant amb un diàmetre d’uns 1,5 metres només s’aferra al ganxo de la grua, s’acciona, per regla general, per una tensió alterna trifàsica, i és possible carregar ràpidament materials ferromagnètics o qualsevol producte del ferro. Els bobinats seccionats de diversos inductors reben corrent magnetitzant un nucli fet d'un aliatge especial, i al seu torn atreu, per exemple, una ferralla que cal carregar als cotxes.

Relé electromagnètic

Què passa si haguéssiu d’encendre i apagar l’alimentació d’algun circuit elèctric de forma periòdica, com si premeu un botó en un commutador mecànic, mentre que posar una clau de semiconductor no és aconsellable, i un interruptor o commutador mecànic no és convenient i no estèticament agradable?

Suposem que només cal que toqueu el sensor amb el dit, i el resultat hauria de ser el procés de connexió d’una càrrega potent, com una làmpada o un motor, per (o desconnectar de) la xarxa. Vine al rescat relés electromagnètics. Gràcies al relé, es pot negar dels immensos botons dels interruptors; en canvi, ara només es pot tocar els micro-botons als quals reaccionarà el circuit electrònic, la funció dels quals és subministrar energia a la bobina del relé o treure energia de la mateixa. La bobina del relé és la bobina d’un electroimant (de nou, un inductor), que atrau un contacte carregat de molla que actua com un interruptor mecànic.

Transformador

Per convertir un corrent altern i un corrent d’una magnitud en un voltatge alternatiu i un corrent d’una altra magnitud, utilitzeu transformadors. Els bobinatges primaris i secundaris d’un transformador muntat sobre un nucli ferromagnètic són inductors.

El bobinat primari, quan un corrent altern passa pel seu filferro, crea un flux magnètic alternatiu en el volum principal, que penetra en els girs del bobinat secundari i indueix un EMF en ell, i crea un voltatge del bobinat secundari. Els transformadors augmenten el voltatge de les centrals elèctriques i les subministren a les línies elèctriques, i després baixen el voltatge de les línies elèctriques i el subministren a les nostres cases.

No hi hauria transformadors (inductors com a bobinatges primaris i secundaris): no hi hauria transmissió ni distribució d’electricitat. Per no parlar dels autotransformadors de laboratori, els transformadors de soldadura, els transformadors de ferrita en les fonts d’alimentació de commutació i, per descomptat, no es parlaria de cap bobina d’encesa als cotxes, però les bobines d’encesa també són especials, sinó que també són transformadors, és a dir, els inductors.

Acceleració

Per convertir l'electricitat en fonts d'alimentació de commutació, s'utilitzen inductors especials: inductors. La funció d'aquesta bobina és primer acumular energia en forma de camp magnètic al nucli, emmagatzemar-la allà, després donar-la a la càrrega. Si un transformador converteix l'electricitat al mateix temps, l'inductor primer rep energia, i després es desprèn.

El procés de conversió de l’electricitat a l’accelerador es divideix en el temps. No obstant això, aquí tens de nou l’ús d’un inductor, la seva propietat principal. El pols de corrent s’alimenta al bobinat de l’inductor, l’inductor emmagatzema energia en un camp magnètic. Aleshores, el pols de corrent ja no actua, sinó que es connecta una càrrega a l’inductor i el corrent de l’inductor es precipita a través de la càrrega, però amb un voltatge diferent, segons les característiques del temps del circuit de control del convertidor. Així doncs, l’inductor tot el temps, per exemple, en làmpades d’estalvi d’energia, funciona conjuntament amb interruptors semiconductors.

Forns i cuines d’inducció

Un inductor és una bobina principal. Però, i si, com a nucli, dins d’una bobina, al seu camp d’acció, s’introdueix algun tipus de preforma a partir de material ferromagnètic que cal escalfar amb corrents de corrent? És així com funcionen els forns d’inducció cuines d’inducció. Una bobina calefactora d’inducció actua com a inductor d’una billeta ferromagnètica, induint-hi corrents de corrent d’alta freqüència, provocant un escalfament de la billeta fins a la fusió.

La cuina per inducció funciona d’una manera similar. La part inferior de la cuina és escalfada per un corrent de corrent, com el nucli d’un inductor, el bobinat del qual s’amaga dins del panell d’una cuina d’inducció. Per cert, les bobines d’inducció també s’utilitzen en els circuits d’alimentació de les cuines d’inducció - en el paper dels transformadors d’impuls i les ofegacions.

Filtre RFI

L’inductor té la propietat d’evitar que el corrent canviï, presenta una mena d’inèrcia electromagnètica, fent que el corrent s’escorri per si mateix, perquè mentre el corrent s’acumula a través de la bobina, el camp magnètic creat per ella no pot canviar instantàniament, el canvi triga temps, l’inductor sembla que s’alenteix. canvi de corrent de camp magnètic al seu propi filferro.

Aquesta propietat (per evitar canvis actuals) s'utilitza en filtres RFI inductius. Per a corrent directe, la bobina no és una resistència, excepte que la resistència del seu filferro actua com a resistència activa, però per a un corrent altern i d’alta freqüència (com la interferència de commutació), la bobina es convertirà en un obstacle. Així doncs, els filtres basats en inductors protegeixen les xarxes i els circuits de les interferències.

Com a part d’un circuit oscil·latori

Un circuit oscil·lant és una bobina, en particular un inductor (amb un nucli) connectat a un condensador. El circuit oscil·lant sol ser un sistema oscil·lant. Té una freqüència de ressonància pròpia i, per tant, pot actuar com a enllaç mestre per rebre o rebre oscil·lacions d’una certa freqüència, per exemple, en comunicacions de ràdio.

Per cert, els escalfadors d’inducció sovint tenen un inductor connectat en paral·lel amb un condensador, en aquestes condicions la bobina inductora també forma part del circuit oscil·lador. A més, el propi circuit ressonant pot actuar com a filtre: per passar i amplificar corrents de freqüències properes a la freqüència de ressonància natural i suprimir freqüències allunyades d’aquesta. Als receptors de ràdio, les antenes de ferrita també formen part d’un circuit oscil·lador ajustable.

Rotors i estats de motors i generadors

En motors i generadors, l'estator i el rotor són inductors modificats. Rotor generador de cotxes amb bobinatge de camp i pals: per què no un inductor?

L’estator del mateix generador té una bobinada trifàsica: es tracta d’una mena de modificació de l’inductor. Fins i tot un motor d’inducció, fins i tot aquell que té un bobinat d’estator, que també es pot anomenar inductor. A més, es tenen en compte les inductàncies d’aquestes bobines d’estator quan es seleccionen condensadors de treball, per exemple, quan un motor trifàsic s’ha d’adaptar a l’alimentació d’un circuit monofàsic.

Sensors de desplaçament i posició

Els sensors de desplaçament i posició inductius són inductors amb nuclis modificats. Una part del nucli de la bobina en forma de placa, en moviment canvia la inductància de la bobina, i els paràmetres de freqüència del circuit canvien a causa dels canvis en la inductància. Això soluciona la presència d’un objecte al camp d’actuació del sensor. O bé, un nucli en forma de vareta cilíndrica es pot moure a mesura que es mou l'objecte associat, i es llegeix informació sobre la posició de l'objecte en els paràmetres de freqüència associats a la inductància variable de la bobina el nucli del qual es mou.

Direcció del feix CRT

En alguns monitors amb tubs de raigs catòdics, el flux de partícules carregades està enfocat i desviat per bobines especials del sistema que es desvia. Les bobines d’inductància del sistema desviador es munten sobre un nucli de ferrita de forma especial al que s’insereix el tub de raigs catòdics. Ajustant el corrent en les bobinades, el circuit canvia els paràmetres del camp magnètic total de totes les bobines del sistema, a causa del feix que es crea un cert camí per col·locar una ubicació calculada amb precisió a la pantalla.

Vàlvula de solenoide, pany elèctric, relé retractor

Igual que un imant que atrau objectes de ferro, la bobina és capaç d’atraure en un nucli ferromagnètic d’una forma o altra. Alguns panys elèctrics, vàlvules de solenoide i, com a exemple, el relé retractor d’un arrencador del cotxe, movent el doblet i mantenint-lo durant una estona en posició de treball fins que el motor s’engega, funcionen aproximadament segons aquest principi. Una potent bobina primer tira l’àncora, després la subjecta. Quan el corrent està desactivat, el bendix es torna al seu lloc mitjançant un ressort.

Bobines de confinament de plasma magnètic

Els tokamaki són instal·lacions de fusió termonuclear en què es manté el plasma creant un camp magnètic al seu voltant de manera que el plasma es desplaça només al llarg de les línies de força, però no pot esclatar-les i interrompre el procés. Dins d'una determinada configuració de bobines superconductores, en el cas més senzill, que es troba en un cercle al voltant d'un torus, el plasma podia circular hipotèticament gairebé per sempre. Com veieu, els inductors es van trobar a les càmeres tokamaks: toroides amb bobines magnètiques. El nom de la instal·lació parla per si sol.

Tesla Coil

Parlant d’inductors, no es pot evitar recordar la llegendària bobina de Tesla (o transformador ressonant). En aquest cas, l’inductor funciona simultàniament com a transformador i com a circuit oscil·lant i com a antena receptora amb una capacitança oberta. No hi ha cap condensador paral·lel a la bobina de ressonància, com en un escalfador d’inducció, però hi ha una capacitat solitària en forma de toroide.

A més del paràmetre “inductància”, cada bobina també té una capacitança i la seva pròpia impedància d’ona. Tots aquests paràmetres es tenen en compte a l’hora de configurar. Transformador de Tesla. Sembla que un simple inductor amb terra amb un toroide a la part superior va introduir-se en la seva pròpia ressonància. Però, què impressionant!