Induttori: Induttanza, Formule e Calcoli
La legge di Faraday-Lenz descrive la f.e.m. indotta:
Sottomultipli dell'Henry
| Unità | Simbolo | Valore | Uso tipico |
|---|---|---|---|
| Henry | H | 1 H | Filtri di rete, trasformatori |
| Millihenry | mH | 10⁻³ H | Filtri audio, switching |
| Microhenry | µH | 10⁻⁶ H | RF, DC-DC converter |
| Nanohenry | nH | 10⁻⁹ H | Alta frequenza, RF |
Energia immagazzinata
Un induttore percorso da corrente immagazzina energia nel campo magnetico:
Problema: Un induttore da 10 mH è percorso da 5 A. Quanta energia contiene?
Soluzione: E = ½ × 0,01 H × 5² = ½ × 0,01 × 25 = 0,125 J
Non interrompere bruscamente la corrente in un induttore! L'energia immagazzinata genera picchi di tensione molto elevati (V = −L × dI/dt) che possono danneggiare i componenti.
Reattanza induttiva
In corrente alternata, l'induttore oppone una reattanza induttiva XL:
- Bassa frequenza (DC): XL → 0 (cortocircuito)
- Alta frequenza: XL → ∞ (circuito aperto)
È l'opposto del condensatore: l'induttore lascia passare la DC e blocca l'AC ad alta frequenza.
Problema: Calcolare XL di un induttore da 100 mH a 50 Hz e a 1 kHz.
A 50 Hz: XL = 2π × 50 × 0,1 = 31,4 Ω
A 1 kHz: XL = 2π × 1000 × 0,1 = 628 Ω
Collegamento serie e parallelo
Induttori in serie
Come i resistori in serie (se non c'è accoppiamento magnetico).
Induttori in parallelo
| Collegamento | Formula | Risultato | Analogo |
|---|---|---|---|
| Serie | L = L₁ + L₂ | L aumenta | Come R in serie |
| Parallelo | 1/L = 1/L₁ + 1/L₂ | L diminuisce | Come R in parallelo |
Induttore vs Condensatore
| Proprietà | Induttore | Condensatore |
|---|---|---|
| Immagazzina | Campo magnetico | Campo elettrico |
| Energia | E = ½LI² | E = ½CV² |
| Si oppone a | Variazioni di I | Variazioni di V |
| Reattanza | XL = 2πfL | XC = 1/(2πfC) |
| A bassa freq. | Cortocircuito | Circuito aperto |
| Ad alta freq. | Circuito aperto | Cortocircuito |
Tipi di induttori
| Tipo | Nucleo | Induttanza | Applicazioni |
|---|---|---|---|
| Aria | Nessuno | nH - µH | RF, alta frequenza |
| Ferrite | Ferrite | µH - mH | Filtri EMI, switching |
| Ferro | Ferro laminato | mH - H | Audio, 50/60 Hz |
| Toroidale | Anello | µH - H | Bassa dispersione |
| SMD | Ferrite/Aria | nH - mH | Elettronica compatta |
Applicazioni
| Applicazione | Descrizione |
|---|---|
| Filtri | Passa-basso, EMI, rumore |
| Alimentatori switching | Accumulo/rilascio energia |
| Trasformatori | Accoppiamento magnetico |
| Circuiti risonanti | Sintonizzatori, oscillatori |
| Sensori | Proximity, induttivi |
Calcolatori Elettronica
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