Induttore: reattanza e frequenza di taglio
Calcola reattanza induttiva XL=2πfL, frequenza di taglio RL, tensione induttore, energia immagazzinata ½LI². Preset bobine comuni.
Inserisci i dati
Formula e metodo
Esempio: filtro RL passa-basso per alimentatoreL=100µH, R=10Ω (resistenza DC della bobina): fc = 10/(2π×100µH) = 15.9 kHz. A 50kHz (tipico switching): XL = 2π×50k×100µH = 31.4Ω — attenuazione = 20×log(R/Z) = −10dB. Per filtrare meglio aggiungere un condensatore in parallelo al carico.
Induttanza e induttori
L'induttore è un componente che immagazzina energia nel campo magnetico generato dalla corrente che lo attraversa. L'induttanza L (in henry) misura la capacità di opporsi alle variazioni di corrente. Gli induttori si usano in filtri, alimentatori switching, oscillatori, adattamento di impedenza, soppressione di disturbi EMI.
Induttore su nucleo
L'induttanza di un solenoide su nucleo ferromagnetico è: L = µ₀ × µr × N² × A / l, dove µr è la permeabilità relativa del nucleo, N il numero di spire, A la sezione del nucleo, l la lunghezza del percorso magnetico. Il nucleo moltiplica l'induttanza di centinaia o migliaia di volte rispetto all'aria.
Induttore in aria
Per bobine cilindriche in aria (senza nucleo) si usa la formula di Wheeler: L = (N² × D²) / (46×D + 100×l), con L in µH, D diametro e l lunghezza in pollici. Le bobine in aria hanno induttanza minore ma nessuna saturazione, utili per radiofrequenza dove i nuclei introducono perdite.
Progetto pratico
Il calcolatore determina il numero di spire necessario per l'induttanza desiderata, dato il nucleo disponibile. Per alimentatori switching, l'induttore deve reggere la corrente di picco senza saturare (verificare il limite AL del nucleo). La resistenza del filo determina le perdite ohmiche; fili più grossi riducono le perdite ma aumentano l'ingombro.
Domande frequenti
L(μH) = (n² × d² × μr) / (18d + 40l). n = spire, d = diametro bobina (pollici), l = lunghezza (pollici). Per calcoli precisi, usa formule con fattore di Nagaoka o simulatori EM.
Aria: frequenze alte (RF), basse induttanze. Ferrite: frequenze medie, buona L con poche spire. Ferro laminato: bassa frequenza (50-60Hz), alte induttanze. La permeabilità μr moltiplica l'induttanza.
Quando il nucleo non può più magnetizzarsi (B > B_sat), μr crolla e L diminuisce. Succede con correnti elevate. Usa nuclei con gap (toroidi, E-I con traferro) per aumentare la corrente di saturazione.
Q = ωL / R (reattanza / resistenza serie). Q alta = meno perdite, più selettività nei filtri. Per RF: Q 50-200. Aumenta con filo più grosso, meno spire, nucleo migliore.
Sì, ma serve calcolo e prova. Verifica: induttanza corretta, corrente massima (saturazione), frequenza di autorisonanza (oltre, diventa capacitivo). Per potenze elevate, considera il riscaldamento.