Aplicação de indutores

Se você pensar com cuidado, todos os tipos de aplicativos para uma coisa aparentemente simples como um indutor simplesmente não podem ser contados. Em um artigo, lembramos apenas alguns deles. Enquanto isso, engenhosidade e talento humano não se cansam de se expressar criativamente, inventando e desenvolvendo cada vez mais novos dispositivos e mecanismos baseados em indutor.

Parece que aqui você pode construir? Uma bobina simples de arame, pode ser um núcleo de uma determinada forma, e a corrente que passa através do arame de forma constante, variável ou pulsada. E, no entanto, sem indutores, toda a engenharia elétrica moderna simplesmente não poderia existir. Vamos dar uma olhada.

Eletroímã de elevação

As arruelas de elevador são usadas em todo o mundo há muitos anos para carregar resíduos ferromagnéticos. Ao aplicar uma energia elétrica de 18 kW ao enrolamento de trabalho, é possível reter e mergulhar mais de 2 toneladas de ferro por vez, enquanto a força de ruptura desenvolvida em uma determinada potência excede 25 toneladas.

Um eletroímã com um diâmetro de cerca de 1,5 metros simplesmente se apega ao gancho do guindaste, é alimentado, geralmente, por uma tensão alternada trifásica, e é possível carregar rapidamente materiais ferromagnéticos ou quaisquer produtos de ferro. Os enrolamentos seccionados de vários indutores recebem corrente magnetizando um núcleo feito de uma liga especial e, por sua vez, atrai, digamos, sucata que precisa ser carregada nos carros.

Relé eletromagnético

E se você precisasse ligar e desligar periodicamente a energia de algum circuito elétrico, como se você estivesse apertando um botão em um interruptor mecânico, enquanto não é recomendável colocar uma chave de semicondutor, e um interruptor mecânico ou interruptor de alavanca não é conveniente e não é esteticamente agradável?

Suponha que você só precise tocar no sensor com o dedo, e o resultado deve ser o processo de conectar uma carga poderosa, como uma lâmpada ou um motor, à (ou desconectar) a rede. Venha para o resgate relés eletromagnéticos. Graças ao relé, você pode recusar os enormes botões dos interruptores; agora, você pode simplesmente tocar nos micro botões aos quais o circuito eletrônico reagirá, cuja função é fornecer energia à bobina do relé ou remover energia dela. A bobina do relé é a bobina de um eletroímã (novamente, um indutor), que atrai um contato com mola atuando como um interruptor mecânico.

Transformador

Para converter uma tensão e corrente alternadas de uma magnitude em uma tensão e corrente alternadas de outra magnitude, use transformadores. Os enrolamentos primário e secundário de um transformador montado em um núcleo ferromagnético são indutores.

O enrolamento primário, quando uma corrente alternada passa através de seu fio, cria um fluxo magnético alternado no volume do núcleo, que penetra nas voltas do enrolamento secundário e induz um CEM nele, e cria uma tensão no enrolamento secundário. Os transformadores aumentam a voltagem das usinas de energia e os fornecem para as linhas de energia; depois, diminuem a voltagem das linhas de energia e a fornecem para nossas casas.

Não haveria transformadores (indutores como enrolamentos primários e secundários) - não haveria transmissão ou distribuição de eletricidade. Sem mencionar autotransformadores de laboratório, transformadores de soldagem, transformadores de ferrite nas fontes de alimentação comutadas e, é claro, não se fala em bobinas de ignição nos carros, mas as bobinas de ignição também são especiais, mas transformadores, ou seja, indutores novamente.

Acelerador

Para converter eletricidade em fontes de alimentação comutadas, são utilizados indutores especiais - indutores. A função dessa bobina é primeiro acumular energia sob a forma de um campo magnético no núcleo, armazená-la ali e depois entregá-la à carga. Se um transformador converte eletricidade ao mesmo tempo, o indutor primeiro recebe energia e emite-o.

O processo de conversão de eletricidade no indutor é dividido no tempo. No entanto, aqui você tem novamente o uso de um indutor, sua principal propriedade. O pulso atual é alimentado ao enrolamento do indutor, o indutor armazena energia em um campo magnético. Então, o pulso de corrente não atua mais, mas uma carga é conectada ao indutor, e a corrente do indutor corre através da carga, mas em uma voltagem diferente, dependendo das características de tempo do circuito de controle do conversor. Assim, o indutor o tempo todo, por exemplo, em lâmpadas economizadoras de energia, trabalha em conjunto com interruptores semicondutores.

Fornos de indução e fogões de indução

Um indutor é uma bobina de núcleo. Mas e se, como núcleo, dentro de uma bobina, em seu campo de ação, algum tipo de pré-forma for introduzida a partir de material ferromagnético que precisa ser aquecido por correntes de Foucault? É assim que os fornos de indução funcionam e fogões de indução. Uma bobina de aquecimento por indução atua como indutor de um tarugo ferromagnético, induzindo correntes parasitas de alta frequência nele, levando ao aquecimento do tarugo até derreter.

O fogão de indução funciona de maneira semelhante. O fundo da panela é aquecido por uma corrente de Foucault, como o núcleo de um indutor, cujo enrolamento fica oculto dentro do painel de uma panela de indução. A propósito, bobinas de indução também são usadas em circuitos de fonte de alimentação de fogões de indução - no papel de transformadores de pulso e bobinas de choque.

Filtro RFI

O indutor tem a propriedade de impedir que a corrente mude, exibe um tipo de inércia eletromagnética, fazendo com que a corrente escoe através de si mesma, porque enquanto a corrente se acumula na bobina, o campo magnético criado por ela não pode mudar instantaneamente, a mudança leva tempo, o indutor parece desacelerar mudança de corrente do campo magnético em seu próprio fio.

Essa propriedade - para evitar alterações atuais - é usada em filtros RFI indutivos. Para corrente direta, a bobina não é uma resistência, exceto que a resistência de seu fio atua como uma resistência ativa, mas para uma corrente alternada e de alta frequência (como interferência de comutação), a bobina se tornará um obstáculo. Portanto, filtros baseados em indutores protegem redes e circuitos contra interferências.

Como parte de um circuito oscilatório

Um circuito oscilante é uma bobina, em particular um indutor (com um núcleo) conectado a um capacitor. O circuito oscilante, como tal, geralmente serve como um sistema oscilante. Ele tem sua própria frequência ressonante e, portanto, pode atuar como um link mestre para receber ou receber oscilações de uma determinada frequência, por exemplo, em comunicações por rádio.

A propósito, os aquecedores de indução geralmente têm um indutor conectado em paralelo a um capacitor, em tais condições a bobina do indutor também é parte integrante do circuito oscilatório. Além disso, o próprio circuito ressonante pode atuar como um filtro - para passar e amplificar correntes de frequências próximas à frequência de ressonância natural e suprimir frequências distantes dele. Nos receptores de rádio, as antenas de ferrite também fazem parte de um circuito oscilatório sintonizável.

Rotores e estatores de motores e geradores

Nos motores e geradores, o estator e o rotor são indutores modificados. Rotor gerador de carro com enrolamento de campo e peças de mastro - por que não um indutor?

O estator do mesmo gerador possui um enrolamento trifásico - este é um tipo de modificação do indutor. Mesmo um motor de indução - mesmo aquele que possui um enrolamento do estator, que também pode ser chamado de indutor. Além disso, as indutâncias dessas bobinas do estator são levadas em consideração como tal ao selecionar capacitores de trabalho, por exemplo, quando um motor trifásico deve ser adaptado à energia de um circuito monofásico.

Sensores de deslocamento e posição

Os sensores de posição e deslocamento indutivos são indutores com núcleos modificados. Parte do núcleo da bobina na forma de uma placa, o movimento altera a indutância da bobina e os parâmetros de frequência do circuito mudam devido a alterações na indutância. Isso corrige a presença de um objeto no campo de ação do sensor. Ou, um núcleo cilíndrico em forma de haste pode se mover à medida que o objeto associado a ele se move, e as informações sobre a posição do objeto são lidas nos parâmetros de frequência associados à indutância variável da bobina cujo núcleo está se movendo.

Direção do feixe CRT

Em alguns monitores com tubos de raios catódicos, o fluxo de partículas carregadas é focado e desviado por bobinas especiais do sistema de deflexão. As bobinas de indutância do sistema de deflexão são montadas em um núcleo de ferrite de formato especial no qual o tubo de raios catódicos é inserido. Ao ajustar a corrente nos enrolamentos, o circuito altera os parâmetros do campo magnético total de todas as bobinas do sistema, como resultado do feixe, um determinado caminho é criado para atingir um local precisamente calculado na tela.

Válvula solenóide, trava elétrica, relé retrator

Como um ímã que atrai objetos de ferro, a bobina é capaz de atrair um núcleo ferromagnético de uma forma ou de outra. Algumas travas elétricas, válvulas solenóides e, por exemplo, o relé retrator de uma partida de carro, movendo a bendix e mantendo-a por um tempo na posição de trabalho até a partida do motor, funcionam aproximadamente de acordo com este princípio. Uma bobina poderosa primeiro puxa a âncora e depois a segura. Quando a corrente é desligada, a bendix volta ao seu lugar por uma mola.

Bobinas de confinamento de plasma magnético

Os Tokamaki são instalações de fusão termonuclear nas quais o plasma é mantido, criando um campo magnético ao seu redor, de modo que o plasma se mova apenas ao longo das linhas de força, mas não possa irromper por eles e interromper o processo. Dentro de uma certa configuração de bobinas supercondutoras, no caso mais simples - amarradas em círculo em torno de um toro, o plasma poderia circular hipoteticamente quase para sempre. Como você pode ver, os indutores se encontravam em tokamaks - câmaras toroidais com bobinas magnéticas. O nome da instalação fala por si.

Bobina de Tesla

Falando em indutores, não se pode deixar de lembrar a lendária bobina de Tesla (ou transformador ressonante). Nesse caso, o indutor opera simultaneamente como um transformador, como um circuito oscilante e como uma antena receptora com uma capacitância aberta. Não há capacitor paralelo à bobina ressonante, como em um aquecedor de indução, mas existe uma capacidade solitária na forma de um toróide.

Além do parâmetro "indutância", cada bobina também possui uma capacitância e sua própria impedância de onda. Todos esses parâmetros são levados em consideração na configuração. Transformador Tesla. Parece que apenas um indutor aterrado com um toróide no topo foi introduzido em sua própria ressonância. Mas como parece impressionante!