componentes inductivos

TEMA 1:

DISPOSITIVOS PASIVOS.

INDUCTANCIAS

Dpto. Tecnología Electrónica

Universidad de Málaga



FERRITAS

Se obtienen industrialmente, ofreciendo mayor resistividad por volumen que los otrosmateriales magnéticos.

Las corrientes de pérdida disminuyan en aplicaciones de alta frecuencia. Estas ferritas se obtienen por moldeado o por prensado o extrusión de aleaciones tales como:

Manganeso cinc

Totalmente vitrificadas, con una porosidad muy baja. Ofrecen la máxima permeabilidad y unaresistividad volumetrica de hasta varios miles de ohmios-centimetro.

Niquel cinc:

Tienen mayor porosidad. La resistividad volumétrica varia desde varios kOhmios hastadecenas de Mohm – centimetro. Se utilizan en aplicaciones de alta frecuencia.

Manganeso:

El manganeso es un material denso y estable en temperatura. Se suele utilizar en aplicacionesde fuentes de alimentación conmutadas y amplificadores magnéticos de alta frecuencia.

MOLDEADO:El material se introduce en un molde con la forma final de la ferrita.

PRENSADO / EXTRUSIONADO:

El producto final se obtiene sometiendo la materia prima a un proceso de prensado / extrusionado.Generalmente se utiliza en ferritas cilíndricas, de formas geométricas simples.

Oxido de

hierro

Otros

óxidos

Mezclado Precalentado molidosecado

aglutinantes

lubricantes

prensado cocido alta

temperatura

mecanizado

taladrado

templado

horneado templado ensamble coating

control calidad

final



HILO CONDUCTOR.

Las aplicaciones con inductancias llevan incorporado algún arrollamiento de hilo conductor. Este hilo suele ser de cobre, y lleva un recubrimiento aislamiento. El aislante es un barniz que ofrece unas elevadas prestaciones (aislamiento, rigidez dieléctrica,

maleabilidad, etc) con espesores pequeños. Este barniz, además suele admitir una elevada temperatura y en el proceso de elaboración de

la bobina se somete a calentamiento, haciendo que se funda parcialmente de forma que alenfriarse, se adhieren unos vueltas con otras, dotando al conjunto de gran estabilidadmecánica.



ESPECIFICACIONES:

INDUCTANCIA DEL NÚCLEO (Lo - Henrios) :La inductancia que se mide teniendo el núcleo una permeabilidad de uno, y la distribución del flujo permaneciera inalterada.

FUERZA COERCITIVA ( Hc – Oersted):Fuerza del campo magnético necesaria para llevar la densidad de flujo magnético de un material magnetizado a cero.

TEMPERATURA DE CURIE ( Tc - º C):Temperatura de transición por encima de la cual, una ferrita pierde sus propiedades ferrimagneticas.

FUERZA DEL CAMPO (H – Oersted).Parámetro que caracteriza la amplitud de la fuerza de campo alterno.

DENSIDAD DE FLUJO ( B – Gauss):Parámetro del campo magnético inducido en un área perpendicular al paso del flujo.

SATURACION DE LA DENSIDAD DE FLUJO (Bs – Gauss)La máxima inducción intrinseca de un material.

FACTOR DE INDUCCIÓN (AL – nH).

Inductancia de una bobina en un núcleo determinado dividida por el cuadrado del número de vueltas.

FACTOR DE PERDIDA (tan /i)Desplazamiento de fase entre la componente fundamental de la intensidad de flujo y la fuerza del campo dividido por lapermeabilidad inicial.

HISTERESIS MAGNETICAEn un material magnético, la variación irreversible de la densidad de flujo en relación con la variación de la fuerza del campomagnético.

PERMEABILIDAD INICIAL (i)Permeabilidad obtenida del ratio de la densidad de flujo y la fuerza de campo aplicada.

REMANENCIA (Br – gauss)La densidad de flujo remanente en un material magnético cuando la fuerza del campo magnético aplicado se reduce a cero.

INDUCCION MAGNÉTICA B (Teslas – T).

La inducción magnéticca es igual al número de lineas magnéticas de fuerza por unidad de superficie. También se ledenomina densidad de flujo magnético.

B =

s

siendo:- B = Induccón magnética en Teslas (T)

- = Flujo magnético en Weber (Wb)- s = sección en metros cuadrados (m

2)

PERMEABILIDAD MAGNÉTICA (Henrios/metro – H/m)Se define como la relación entre la inducción magnética (B), y la intensidad del campo magnético en un medio determinado.

B

= H

siendo:

- = Coeficiente de permeabilidad en Henrios por metro ( H/m).- B = inducción magnética en Teslas (T).- H = Intensidad del campo magnético en Amperio-vuelta / metro (A-v/m).



AUTOINDUCCION.

Un conductor enrollado en forma de espiral con N espiras, cuando se somete a una variación delflujo magnético al que está sometido, sufre una variación de la f.e.m. aplicada entre sus terminales.

de = - N

dt

Teniendo en cuenta que = K iSe verifica: di

e = - N K dt

siendo K una constante y haciendo NK = L, se tiene: di

e = - L dtA la constante L, se le denomina coeficiente de autoinducción.Si e se expresa en Voltios y di/dt en A/seg., L viene dado en Henrios (H).



INDUCTOR COMO COMPONENTE.

Un inductor es un componente de dos terminales, que ofrece una inductancia L. La tensión que presenta entre sus bornas es proporcional a la variación con respecto al tiempo

de la intensidad de corriente que lo atraviesa.

L

V

I

FACTOR DE PERDIDAS.

En un inductor ideal, la tensión en sus bornas está desfasada / 2 en avance respecto a laintensidad.

U

I

FACTOR DE CALIDAD.

L I L 1

Q = tg = = =

R I R tg

/2



INDUCTORES PARA ALTA FRECUENCIA (NIDO DE ABEJA).

Estos se suelen fabricar utilizando como soporte una ferrita cilíndrica, sobre la cual se realiza elarrollamiento del hilo de cobre. Este hilo está recubierto de un barniz termoadhesivo, de tal maneraque una vez realizado el arrollamiento, se somete a temperatura, hasta que el barniz se hayafundido, compactando asi el conjunto de las espiras.

e

rh

ferrita cilindrica

arrollamiento

n2

r2

L =

18.5 r + 31 h + 35 e

- L : Autoinducción en Henrios.- n : número de espiras- r : radio medio en cm de la bobina- h : altura en cm.- e : espesor en cm.



INDUCTORES TOROIDALES (POTS).

Estos inductores van montados sobre ferritas toroidales, que pueden ir recubiertas por una resinaepoxidica.

El número de espiras de una inductancia tipo toroidal viene dada por la siguiente expresión:

N = K L

siendo:

- L : inductancia en Henrios.- K : coeficiente que depende del núcleo.- N : número de espiras.

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