Los inductores son los componentes más importantes en el dominio eléctrico. En comparación con otros tipos de inductores , el inductor toroidal juega un papel clave en varios equipos industriales y comerciales porque estos inductores son bien conocidos debido a sus niveles específicos de capacidad de carga actual y inductancia . Entonces, en la actualidad, muchas industrias dependen de los inductores toroidales para cumplir con los estándares internacionales que necesitan campos electromagnéticos mínimos dentro de la fabricación de bienes de consumo. En muchos dispositivos electrónicos, estos inductores se utilizan para restringir las emisiones del campo magnético que puede tener efectos muy graves en la salud de los consumidores. Entonces, para superar estas emisiones, los fabricantes de productos electrónicos tienen que utilizar materiales toroidales de primera calidad. Este artículo analiza una descripción general de un Inductor toroidal –trabajar con aplicaciones.
¿Qué es el inductor toroidal?
Una bobina aislada enrollada en un núcleo magnético en forma de anillo que está hecho con diferentes materiales como ferrita, hierro en polvo, etc. se conoce como inductor toroidal. Estos inductores tienen más inductancia por cada vuelta y pueden transportar corriente adicional en comparación con los solenoides con el mismo material y tamaño. Por lo tanto, estos se utilizan principalmente cuando se necesitan grandes inductancias. El símbolo del inductor toroidal se muestra a continuación. Hay diferentes tipos de inductores toroidales como toroide estándar, potencia SMD, alta temperatura, toroide acoplado, inductores toroidales de modo común, etc.
Construcción de inductor toroidal
Los inductores toroidales se construyen con un núcleo magnético en forma de anillo circular o de rosquilla que se enrolla con una longitud de alambre de cobre. Estos anillos están hechos con diferentes materiales ferromagnéticos como acero al silicio, ferrita, hierro laminado, polvo de hierro o níquel. Este tipo de inductor tiene altos resultados de acoplamiento entre el devanado y la saturación temprana.
Esta construcción proporciona la pérdida mínima dentro del flujo magnético que ayuda a evitar el acoplamiento del flujo magnético con otros dispositivos. Este inductor tiene altos valores de inductancia y máxima eficiencia de transmisión de energía en aplicaciones de baja frecuencia.
Principio de funcionamiento
Un inductor toroidal simplemente funciona de manera similar a cualquier otro inductor utilizado para aumentar las frecuencias a los niveles necesarios. Un inductor toroidal se retuerce para inducir una frecuencia más alta. Estos son económicos y más eficientes de usar en comparación con los solenoides.
Cuando se suministra corriente a través del inductor toroidal, genera un campo magnético a su alrededor. Entonces, la fuerza del campo magnético generado depende principalmente del flujo del valor actual.
El flujo del campo magnético también depende del número de giros que son perpendiculares al flujo de la dirección actual. Este flujo cambia a la misma velocidad cuando el cambio dentro de la corriente fluye por todo el inductor. A medida que el flujo se conecta a la bobina, induce una fuerza electromotriz en la bobina en dirección inversa al voltaje aplicado.
Código de color del inductor toroidal
En la actualidad, los núcleos toroidales están disponibles como recubiertos y sin recubrir para usar en una variedad de aplicaciones. Los núcleos revestidos proporcionan un radio de esquina más suave, así como una superficie sinuosa. En estos núcleos, un revestimiento es útil para proporcionar una cobertura de borde adicional, protección de borde y una función de aislamiento.
Hay diferentes recubrimientos de color que se utilizan en los núcleos toroidales, como la pintura epoxi y el recubrimiento de parileno. La pintura epoxi está disponible en diferentes colores como azul, gris y verde con CFR. El recubrimiento epoxi está aprobado por UL y se usa principalmente para recubrir los núcleos toroidales.
- El revestimiento de parileno se utiliza principalmente para anillos de núcleo toroidales pequeños que tienen un revestimiento de bajo espesor y alta resistencia dieléctrica.
- El revestimiento de los núcleos toroidales hace que la permeabilidad inicial caiga según el tamaño del núcleo. Por lo tanto, esto también puede ocurrir siempre que los núcleos toroidales estén sujetos a una alta permeabilidad y mayores fuerzas de bobinado.
Hay muchos beneficios de usar núcleos toroidales recubiertos de color. - Estos núcleos se combinan bien con varios tipos de recubrimientos como epoxi, parileno y recubrimientos en polvo para aumentar el devanado fácilmente y también mejorar la ruptura de voltaje.
- El rango de temperatura de trabajo de los recubrimientos Epoxi es de hasta 200 grados centígrados.
- El recubrimiento brinda protección para los bordes y también una función de aislamiento para los núcleos.
- Se requiere el revestimiento toroidal para generar una barrera de aislamiento entre el cable y los núcleos toroidales para evitar un cortocircuito.
- El recubrimiento de color no afecta el valor AL del toroide.
- Un núcleo toroidal con recubrimiento de epoxi proporciona muchos beneficios como fuerza, durabilidad, resistencia a la humedad, resistencia química y fuertes propiedades dieléctricas.
Campo magnético del inductor toroidal
El campo magnético del inductor toroidal se calcula utilizando la siguiente fórmula.
B = (μ0 N I/2 π r)
Dónde
'I' denota la cantidad del flujo de corriente a través del toroidal.
'r' es el radio promedio del toroide.
'n' es el no. de vueltas por cada unidad de longitud.
N = 2rn es el número promedio de vueltas del toroide para cada unidad de longitud.
Ventajas y desventajas
los ventajas de los inductores toroidales Incluya lo siguiente.
- Estos inductores son ligeros.
Un inductor toroidal es más compacto en comparación con otros núcleos formados porque están hechos con menos materiales. - Los inductores toroidales generan una alta inductancia porque el núcleo de circuito cerrado tiene un fuerte campo magnético y emiten una interferencia electromagnética muy baja.
- Estos son mucho más silenciosos en comparación con otros inductores típicos debido a la falta de un espacio de aire.
- El inductor toroidal tiene un núcleo de circuito cerrado, por lo que tendrá un campo magnético alto, una inductancia más alta y un factor Q.
- Los devanados son bastante cortos y están heridos en un campo magnético cerrado, por lo que aumentará el rendimiento eléctrico, la eficiencia y reducirá la distorsión y los efectos marginales.
- Debido al equilibrio de un toroide, el pequeño flujo magnético que escapará del núcleo es bajo. Por lo tanto, este inductor es muy eficiente e irradia menos EMI (interferencia electromagnética) a los circuitos cercanos.
los desventajas de los inductores toroidales Incluya lo siguiente.
- El núcleo toroidal causa problemas ocasionalmente, ya sea durante la operación real y las pruebas.
- Es muy difícil de enrollar a máquina.
- En estos inductores, lograr el aislamiento es más complicado y también muy difícil tener un espacio magnético entre los devanados.
- Los toroides son más difíciles de enrollar y también de ajustar. Sin embargo, son más eficientes para producir las inductancias necesarias. Para la misma inductancia que un solenoide regular, un toroide requiere menos vueltas y puede hacerse de un tamaño más pequeño.
Aplicaciones
Las aplicaciones de los inductores toroidales incluyen lo siguiente.
- Estos inductores se utilizan en diferentes industrias, desde la industria de las telecomunicaciones hasta la atención médica.
- Los inductores toroidales son aplicables en telecomunicaciones, dispositivos médicos, controles industriales, instrumentos musicales, balastos, frenos electrónicos, equipos de refrigeración, embragues electrónicos, campos aeroespaciales y nucleares, amplificadores y equipos de aire acondicionado.
- Estos se utilizan en diferentes circuitos electrónicos como inversores, fuentes de alimentación y amplificadores y también en equipos eléctricos como computadoras, radios, televisores y sistemas de audio.
- Estos se utilizan para lograr la eficiencia energética cuando las bajas frecuencias necesitan inductancia.
- Estos se utilizan en SMPS o Fuentes de alimentación conmutadas , EMI ( Interferencia electromagnetica ) circuitos sensibles y aplicaciones de filtros.
Así, esto es una descripción general de un inductor toroidal y hay varios tipos de inductores disponibles que se utilizan en diferentes industrias. La selección de estos inductores depende principalmente de diferentes características como el tamaño de la caja, la dimensión, la resistencia de CC, la tolerancia, la inductancia nominal, el tipo de empaque y la corriente nominal. Todas estas características juegan un papel clave al elegir el inductor toroidal exacto para su aplicación específica. Aquí hay una pregunta para usted, ¿qué es un inductor de núcleo de aire?
