Aplicación de inductores

Si piensas mucho, entonces todo tipo de aplicaciones para algo tan aparentemente simple como un inductor simplemente no se puede contar. En un artículo, recordamos solo algunos de ellos. Mientras tanto, el ingenio y el talento humano no se cansan de expresarse creativamente, inventando y desarrollando más y más dispositivos y mecanismos nuevos basados ​​en inductor.

Parece que aquí puedes construir? Una simple bobina de alambre, puede ser un núcleo de cierta forma, y ​​la corriente que pasa a través del alambre en forma constante, variable o pulsada. Y mientras tanto, sin inductores, toda la ingeniería eléctrica moderna simplemente no podría existir. Echemos un vistazo más de cerca.

Electroimán de elevación

Las lavadoras de ascensores se han utilizado en todo el mundo durante muchos años para cargar desechos ferromagnéticos. Al aplicar una potencia eléctrica de 18 kW al devanado de trabajo, es posible retener y sumergir más de 2 toneladas de hierro a la vez, mientras que la fuerza de corte desarrollada a una potencia dada excede las 25 toneladas.

Un electroimán con un diámetro de aproximadamente 1,5 metros simplemente se aferra al gancho de la grúa, se alimenta, por regla general, por voltaje alterno trifásico, y es posible cargar rápidamente materiales ferromagnéticos o cualquier producto de hierro. Los devanados seccionados de varios inductores reciben corriente al magnetizar un núcleo hecho de una aleación especial y, a su vez, atrae, por ejemplo, chatarra que debe cargarse en los automóviles.

Relé electromagnético

¿Qué sucede si necesita encender y apagar la alimentación de algún circuito eléctrico periódicamente, como si estuviera presionando un botón en un interruptor mecánico, mientras que colocar una llave semiconductora no es aconsejable, y un interruptor mecánico o interruptor de palanca no es conveniente ni estéticamente agradable?

Suponga que solo necesita tocar el sensor con el dedo, y el resultado debería ser el proceso de conectar una carga potente, como una lámpara o motor, a (o desconectarse de) la red. Ven al rescate relés electromagnéticos. Gracias al relé, puede rechazar los enormes botones de los interruptores; en cambio, ahora puede simplemente tocar los micro botones a los que reaccionará el circuito electrónico, cuya función es suministrar energía a la bobina del relé o quitarle energía. La bobina del relé es la bobina de un electroimán (nuevamente un inductor), que atrae un contacto con resorte que actúa como un interruptor mecánico.

Transformador

Para convertir una tensión y corriente alterna de una magnitud en una tensión y corriente alterna de otra magnitud, use transformadores. Los devanados primario y secundario del transformador montado en el núcleo ferromagnético son inductores.

El devanado primario, cuando una corriente alterna pasa a través de su cable, crea un flujo magnético alterno en el volumen del núcleo, que penetra las vueltas del devanado secundario, e induce un EMF en él, y crea un voltaje del devanado secundario. Los transformadores aumentan el voltaje de las centrales eléctricas y las suministran a las líneas eléctricas, y luego reducen el voltaje de las líneas eléctricas y lo suministran a nuestros hogares.

No habría transformadores (inductores como bobinados primarios y secundarios), no habría transmisión o distribución de electricidad. Sin mencionar los autotransformadores de laboratorio, los transformadores de soldadura, los transformadores de ferrita en las fuentes de alimentación conmutadas y, por supuesto, no se hablaría de bobinas de encendido en automóviles, pero las bobinas de encendido también son especiales, pero los transformadores, es decir, los inductores nuevamente.

Acelerador

Para convertir la electricidad en fuentes de alimentación conmutadas, se utilizan inductores especiales: inductores. La función de una bobina de este tipo es primero acumular energía en forma de un campo magnético en el núcleo, almacenarla allí y luego entregarla a la carga. Si un transformador convierte la electricidad al mismo tiempo, el inductor primero recibe energía y luego emite.

El proceso de convertir la electricidad en el acelerador se divide en el tiempo. Sin embargo, aquí tiene nuevamente el uso de un inductor, su propiedad principal. El pulso actual se alimenta al devanado del inductor, el inductor almacena energía en un campo magnético. Luego, el pulso de corriente ya no actúa, pero una carga está conectada al inductor, y la corriente del inductor se precipita a través de la carga, pero a un voltaje diferente, dependiendo de las características de tiempo del circuito de control del convertidor. Por lo tanto, el inductor todo el tiempo, por ejemplo, en lámparas de ahorro de energía, funciona junto con interruptores semiconductores.

Hornos de inducción y cocinas de inducción.

Un inductor es una bobina de núcleo. Pero, ¿qué sucede si, como núcleo, dentro de una bobina, en su campo de acción, se introduce algún tipo de preforma a partir de material ferromagnético que necesita ser calentado por las corrientes parásitas? Así es como funcionan los hornos de inducción y cocinas de inducción. Una bobina del calentador de inducción actúa como un inductor para un tocho ferromagnético, lo que induce corrientes parásitas de alta frecuencia en él, lo que conduce al calentamiento del tocho hasta su fusión.

La cocina de inducción funciona de manera similar. La parte inferior de los utensilios de cocina se calienta con una corriente de Foucault, como el núcleo de un inductor, cuyo devanado está oculto dentro del panel de una cocina de inducción. Por cierto, las bobinas de inducción también se utilizan en los circuitos de alimentación de las cocinas de inducción, en el papel de transformadores de impulsos y estranguladores.

Filtro RFI

El inductor tiene la propiedad de evitar que la corriente cambie, exhibe una especie de inercia electromagnética, lo que hace que la corriente se filtre a sí misma, porque mientras la corriente se acumula a través de la bobina, el campo magnético creado por él no puede cambiar instantáneamente, el cambio lleva tiempo, el inductor parece disminuir la velocidad cambio de corriente de campo magnético en su propio cable.

Esta propiedad, para evitar cambios actuales, se utiliza en filtros inductivos RFI. Para corriente continua, la bobina no es una resistencia, excepto que la resistencia de su cable actúa como una resistencia activa, pero para una corriente alterna y de alta frecuencia (como la interferencia de conmutación), la bobina se convertirá en un obstáculo. Por lo tanto, los filtros basados ​​en inductores protegen las redes y los circuitos de interferencias.

Como parte de un circuito oscilatorio

Un circuito oscilante es una bobina, en particular un inductor (con un núcleo) conectado a un condensador. El circuito oscilante como tal generalmente sirve como un sistema oscilante. Tiene su propia frecuencia de resonancia y, por lo tanto, puede actuar como un enlace maestro para recibir o recibir oscilaciones de una determinada frecuencia, por ejemplo, en comunicaciones de radio.

Por cierto, los calentadores de inducción a menudo tienen un inductor conectado en paralelo con un condensador, en tales condiciones, la bobina del inductor también es una parte integral del circuito oscilatorio. Además, el circuito resonante en sí mismo puede actuar como un filtro para pasar y amplificar las corrientes de frecuencias cercanas a su propia frecuencia resonante, y suprimir las frecuencias lejos de él. En los receptores de radio, las antenas de ferrita también forman parte de un circuito oscilatorio sintonizable.

Rotores y estatores de motores y generadores.

En motores y generadores, el estator y el rotor son inductores modificados. Rotor generador de coche con bobinado de campo y piezas polares, ¿por qué no un inductor?

El estator del mismo generador tiene un devanado trifásico; este es un tipo de modificación del inductor. Incluso un motor de inducción, incluso ese tiene un devanado del estator, que también se puede llamar inductor. Además, las inductancias de estas bobinas del estator se tienen en cuenta como tales al seleccionar condensadores de trabajo, por ejemplo, cuando un motor trifásico debe adaptarse a la potencia de un circuito monofásico.

Sensores de desplazamiento y posición.

Los sensores de desplazamiento y posición inductivos son inductores con núcleos modificados. Parte del núcleo de la bobina en forma de placa, el movimiento cambia la inductancia de la bobina, y los parámetros de frecuencia del circuito cambian debido a cambios en la inductancia. Esto corrige la presencia de un objeto en el campo de acción del sensor. O, un núcleo cilíndrico en forma de barra puede moverse a medida que el objeto asociado con él se mueve, y la información sobre la posición del objeto se lee en los parámetros de frecuencia asociados con la inductancia variable de la bobina cuyo núcleo se está moviendo.

Dirección del haz CRT

En algunos monitores con tubos de rayos catódicos, el flujo de partículas cargadas es enfocado y desviado por bobinas especiales del sistema de desviación. Las bobinas de inductancia del sistema de desviación se montan en un núcleo de ferrita especialmente formado en el que se inserta el tubo de rayos catódicos. Al ajustar la corriente en los devanados, el circuito cambia los parámetros del campo magnético total de todas las bobinas del sistema, como resultado del haz se crea un cierto camino para golpear una ubicación calculada con precisión en la pantalla.

Electroválvula, cerradura eléctrica, relé retractor

Al igual que un imán que atrae objetos de hierro, la bobina puede dibujar un núcleo ferromagnético de una forma u otra. Algunas cerraduras eléctricas, válvulas solenoides y, por ejemplo, el relé retractor de un arrancador de automóvil, moviendo el bendix y manteniéndolo durante un tiempo en la posición de trabajo hasta que se enciende el motor, funcionan aproximadamente de acuerdo con este principio. Una bobina potente primero tira del ancla, luego la sostiene. Cuando se apaga la corriente, el bendix vuelve a su lugar con un resorte.

Bobinas de confinamiento de plasma magnético

Los Tokamaki son instalaciones de fusión termonuclear en las que el plasma se mantiene creando un campo magnético a su alrededor para que el plasma se mueva solo a lo largo de las líneas de fuerza, pero no pueda atravesarlas e interrumpir el proceso. Dentro de una determinada configuración de bobinas superconductoras, en el caso más simple, ensartadas en un círculo alrededor de un toro, el plasma podría circular hipotéticamente casi para siempre. Como puede ver, los inductores se encontraron en tokamaks, cámaras toroidales con bobinas magnéticas. El nombre de la instalación habla por sí mismo.

Bobina de Tesla

Hablando de inductores, uno no puede evitar recordar la legendaria bobina Tesla (o transformador resonante). En este caso, el inductor funciona simultáneamente como un transformador, y como un circuito oscilante, y como una antena receptora con una capacitancia abierta. No hay condensador paralelo a la bobina resonante, como en un calentador de inducción, pero hay una capacidad solitaria en forma de toroide.

Además del parámetro de "inductancia", cada bobina también tiene una capacitancia y su propia impedancia de onda. Todos estos parámetros se tienen en cuenta al configurar. Transformador Tesla. Parecería que solo un inductor conectado a tierra con un toroide en la parte superior, introducido en su propia resonancia. ¡Pero qué impresionante se ve!