Induktor digunakan untuk konversi energi listrik di hampir setiap rangkaian elektronika daya. Ini adalah perangkat penyimpanan energi aktif, yang digunakan untuk menyediakan energi yang tersimpan di antara berbagai mode operasi dalam suatu sirkuit. Selain itu, mereka juga dapat berfungsi sebagai filter, terutama untuk bentuk gelombang arus yang diaktifkan & juga menyediakan pembatas arus transien dalam sakelar snubber. Induktor diklasifikasikan ke dalam jenis yang berbeda tergantung pada bahan spesifik & metode konstruksi di mana setiap jenis induktor memiliki beberapa manfaat. Demikian artikel kali ini membahas tentang salah satu jenis induktor seperti induktor inti besi – bekerja dengan aplikasi.
Apa itu Induktor Inti Besi?
Induktor nilai tetap di mana inti besi digunakan di dalam koil untuk meningkatkan nilai induktansi induktor dikenal sebagai induktor inti besi. Induktor ini memiliki sangat rendah induktansi nilai dan inti besi induktor ini memiliki karakteristik magnet yang sangat unik yang memperkuat medan magnet. Itu simbol induktor inti besi ditampilkan di bawah ini.
Konstruksi Induktor Inti Besi
Induktor inti besi dirancang dengan kawat tembaga berinsulasi seperti bahan konduktor dengan melilitkan inti besi. Bahan konduktor ini hanya membantu memperkuat medan magnet induktor dengan membuat induktor lebih baik dalam menyimpan energi magnet dibandingkan dengan induktor inti udara dengan jumlah putaran yang sama.
Dalam desain konvensional, inti besi akan melingkari bentuk geometris yang melingkupi kumparan yang dibangun secara heliks. Kabel sering termasuk bahan seperti paduan nikel-besi nikel, magnesium, dan kadmium. Kabel ini digunakan dalam rentang ukuran dari 0,014 hingga 0,56mm, tergantung pada level aplikasi saat ini dan rentang frekuensi yang dicakup oleh komponen induktif. Kuantitas belitan interwinding menentukan induksi listrik dalam sistem konduktor kawat yang dihasilkan ketika tegangan diterapkan di seluruh belitan komponen.
Desain tradisional induktor inti magnetik menggunakan inti besi dan bahan ferit yang dibungkus dengan sirkuit magnetik untuk memberikan induktansi yang diinginkan. Desain inti besi tipikal terdiri dari geometri di mana dua atau lebih partisi silinder paralel kemungkinan besar dililitkan pada mandrel dan kemudian dilapisi dengan resin epoksi untuk menciptakan penghalang magnet yang diperlukan di sekitar bagian dalam ruang silinder. Belitan longitudinal ini biasanya dihubungkan untuk membentuk loop tertutup yang sesuai dengan panjang pi material inti kita.
Prinsip bekerja
Prinsip kerja induktor inti besi didasarkan pada sifat bahwa induksi magnet sebanding dengan laju perubahan fluks magnet melalui suatu rangkaian. Jadi ketika arus bolak-balik dilewatkan melalui kumparan satu putaran berbasis besi, medan magnet listrik dalam kumparan mencoba untuk mendorong melewati sumbu yang menghasilkan arus eddy yang terbentuk di dalam logam. Arus ini menciptakan medan magnet yang bekerja melawan primer, menghasilkan polaritas magnet yang berlawanan dan dengan demikian membatalkan tegangan dari kebocoran kabel. Semakin banyak belokan dalam sebuah kumparan dan hambatannya, semakin kuat efek pembatalan ini. Inilah sebabnya mengapa sejumlah besar daya listrik dapat dimasukkan ke dalam konduktor inti besi tanpa menimbulkan kerusakan.
Selain itu, ketika inti dipindahkan di dalam dan di luar kumparan kawat, itu dapat mengubah induktansi. Dibandingkan dengan induktor inti udara, induktor ini lebih unggul dalam menyimpan energi magnet karena bahan besi membantu memperkuat medan magnet induktor.
Inti Besi Induktor Vs Inti Udara
Perbedaan induktor inti besi dan induktor inti udara adalah sebagai berikut.
|
Induktor Inti Besi |
Induktor Inti Udara |
| Induktor inti besi menggunakan inti magnetik ferit / besi.
|
Konduktor inti udara dapat menggunakan keramik, plastik, atau bahan nonmagnetik lainnya; jika tidak, mereka hanya memiliki udara di dalam belitan. |
| Induktor ini memiliki nilai induktansi yang besar. | Induktor inti udara memiliki nilai induktansi rendah. |
| Induktor ini lebih unggul dalam menyimpan energi magnet. | Induktor ini tidak unggul dalam menyimpan energi magnet. |
| Induktor ini biasanya memiliki beberapa kerugian inti.
|
Induktor ini sangat efisien pada frekuensi tinggi, sehingga tidak mengalami kehilangan inti. |
| Ini berukuran besar. | Ini berukuran kecil. |
| Induktor beroperasi hingga beberapa ratus MHz (megahertz) | Induktor beroperasi hingga frekuensi 1GHz. |
| Ini sering digunakan dalam aplikasi berbasis frekuensi rendah seperti perangkat audio, catu daya di industri, sistem inverter, dll. | Ini sering digunakan dalam aplikasi berbasis frekuensi tinggi seperti penerima TV & radio.
|
Rumus Induktor Inti Besi
Pada induktor, jika batang yang digunakan bersifat magnet seperti besi atau ferit maka akan memperbesar induktansi induktor. Begitu pula jika batang yang digunakan bersifat nonmagnetik seperti tembaga atau bahan lainnya, maka akan menurunkan induktansi induktor. Rumus perhitungan induktansi adalah;
L = μ0 μr N^2A/l
Di mana
'N' jumlah belokan.
panjang 'l'.
'µ0' adalah permeabilitas ruang kosong.
'µr' adalah permeabilitas relatif.
'µr' untuk besi lebih besar dari 1 (>1)
'µr' untuk tembaga kurang dari 1 (<1)
'A' adalah area kumparan.
Bagaimana Cara Memilih Induktor Inti Besi?
Induktor memiliki sifat & fungsi yang berbeda berdasarkan bentuk, bahan inti, atau penggunaannya. Jadi, orang harus mengetahui fungsi & properti ini untuk memilih induktor yang tepat untuk aplikasi tertentu. Jadi, ada banyak faktor yang perlu dipertimbangkan saat memilih induktor inti besi seperti kinerja induktor, persyaratan rangkaian, pertimbangan RF, ukuran dan pelindung induktor, persentase toleransi, dll. Jadi faktor-faktor yang mempengaruhi induktansi harus dipertimbangkan.
Faktor yang Mempengaruhi
Dalam semua jenis induktor, ada beberapa faktor yang mempengaruhi induktansi kumparan yang dibahas di bawah ini.
Jumlah Belokan di dalam Coil
Jika jumlah lilitan di dalam kumparan lebih banyak maka besarnya induktansi akan lebih tinggi.
Panjang Gulungan
Semakin panjang panjang kumparan, maka besar induktansi akan semakin kecil.
Bahan Inti
Jika permeabilitas magnetik bahan inti lebih besar, maka induktansi akan lebih besar.
Keuntungan dan kerugian
Itu keuntungan dari induktor inti besi termasuk berikut ini.
- Induktor ini memiliki lebih sedikit kerugian.
- Ukuran dan konstruksinya sederhana.
- Induktor jenis ini memiliki faktor Q yang tinggi.
- Induktor ini memiliki nilai induktansi yang besar.
Itu kerugian induksi inti besi r antara lain sebagai berikut.
- Dalam induktor ini, kerugian meningkat pada frekuensi tinggi.
- Induktor ini memiliki isolasi yang rumit.
- Induktor ini memiliki lebih banyak arus eddy & juga peringkat arus harmonik.
Aplikasi/Penggunaan
Aplikasi induktor inti besi meliputi yang berikut ini.
- Induktor ini digunakan dalam rangkaian filter untuk menstabilkan tegangan riak.
- Ini sangat berguna dalam aplikasi AF & catu daya industri.
- Ini dapat digunakan sebagai AF choke dalam lampu tabung neon.
- Ini digunakan dalam sistem inverter.
- Ini digunakan dalam transit cepat & pengkondisian daya.
Demikian sekilas tentang inti besi induktor - bekerja dengan aplikasi. Umumnya, banyak induktor menyertakan inti magnet yang dibuat dengan besi atau ferit yang disusun dalam koil. Pengaruh inti besi dalam induktor adalah untuk meningkatkan medan magnet & dengan demikian induktansi. Nilai induktansi induktor ini sangat tinggi karena inti besinya. Jadi mereka dapat menangani daya maksimum meskipun terbatas dalam kapasitas frekuensi tinggi. Ini sebagian besar digunakan dalam aplikasi berbasis frekuensi rendah seperti peralatan audio. Ini pertanyaan untuk Anda, apa itu an induktor inti udara ?
