محث قلب الحديد: البناء ، الصيغة ، العمل وتطبيقاته

تُستخدم المحرِّضات لتحويل الطاقة الكهربائية في كل دائرة كهربائية لإلكترونيات الطاقة تقريبًا. هذه هي أجهزة تخزين الطاقة النشطة ، وتستخدم لتوفير الطاقة المخزنة بين أوضاع التشغيل المختلفة داخل الدائرة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكنهم أيضًا العمل كمرشحات ، خاصة بالنسبة لأشكال الموجات الحالية المحولة ، كما يوفر حدًا عابرًا للتيار داخل مفاتيح التبديل snubber. المحاثات يتم تصنيفها إلى أنواع مختلفة اعتمادًا على المواد المحددة وطرق البناء حيث يكون لكل نوع من أنواع المحرِّض بعض الفوائد. لذلك تتناول هذه المقالة أحد أنواع المحرِّضات مثل مغو لب الحديد - العمل مع التطبيقات.

ما هو محث قلب الحديد؟

يُعرف محث القيمة الثابتة الذي يتم فيه استخدام قلب حديدي داخل الملف لزيادة قيمة الحث للمحث باسم محث قلب الحديد. هذه المحرِّضات لها قيمة منخفضة جدًا الحث القيمة والجوهر الحديدي لهذا المحرِّض له خصائص مغناطيسية فريدة جدًا تقوي المجال المغناطيسي. ال رمز مغو قلب الحديد هو مبين أدناه.

بناء محث قلب الحديد

تم تصميم محث القلب الحديدي بسلك نحاسي معزول يشبه لفائف مادة موصلة عن طريق لفه حول قلب حديدي. تساعد هذه المادة الموصلة ببساطة في تضخيم المجال المغناطيسي للمحث عن طريق جعل المحرِّض أفضل في تخزين الطاقة المغناطيسية مقارنة بمحرِّض قلب هوائي له نفس عدد الدورات.

في التصميم التقليدي ، يتم توصيل قلب حديدي حول شكل هندسي يحيط بملف مصنوع بشكل حلزوني. غالبًا ما تشتمل الأسلاك على مواد مثل سبائك النيكل والحديد والمغنيسيوم والكادميوم. تستخدم هذه الأسلاك في أحجام تتراوح من 0.014 إلى 0.56 مم ، اعتمادًا على المستويات الحالية للتطبيقات ونطاق الترددات التي يغطيها المكون الاستقرائي. تحدد كمية المنعطفات المتشابكة الحث الكهربائي داخل نظام موصل الأسلاك الذي يتم إنتاجه عند تطبيق الجهد عبر ملفات المكونات.

يستخدم التصميم التقليدي لمحث ذو قلب مغناطيسي قلبًا حديديًا ومادة من الفريت ملفوفة بدوائر مغناطيسية لتوفير الحث المطلوب. يتكون التصميم النموذجي للقلب الحديدي من هندسة يتم فيها لف قسمين أو أكثر من الأقسام الأسطوانية المتوازية على الأرجح على مغزل ثم يتم تغطيتها براتنج إيبوكسي لإنشاء الحاجز المغناطيسي الضروري حول داخل الفراغات الأسطوانية. عادة ما يتم توصيل هذا اللف الطولي لتشكيل حلقة مغلقة تتوافق مع طول المادة الأساسية لدينا.

مبدأ العمل

يعتمد مبدأ العمل لمحث ذو قلب حديدي على خاصية أن الحث المغناطيسي يتناسب مع معدل تغير التدفق المغناطيسي عبر الدائرة. لذلك عندما يتم تمرير تيار متناوب من خلال ملف واحد قائم على الحديد ، فإن المجال المغناطيسي للكهرباء في الملف يحاول دفع ما وراء المحور مما ينتج عنه تيارات دوامة تتشكل داخل المعدن. تخلق هذه التيارات مجالًا مغناطيسيًا يعمل ضد الابتدائي ، مما ينتج عنه قطبية مغناطيسية معاكسة وبالتالي إلغاء الجهد من التسرب في الأسلاك. كلما زاد عدد المنعطفات في الملف ومقاومته ، كلما كان تأثير الإلغاء هذا أقوى. هذا هو السبب في أنه يمكن تغذية الموصلات ذات القلب الحديدي بكميات كبيرة من الطاقة الكهربائية دون حدوث أي ضرر.

بالإضافة إلى ذلك ، عندما يتم نقل اللب داخل وخارج ملف السلك ، فإنه يمكن أن يغير المحاثة. بالمقارنة مع محاثات قلب الهواء ، فإن هذه المحرِّضات متفوقة في تخزين الطاقة المغناطيسية لأن مادة الحديد تساعد في تضخيم المجال المغناطيسي للمحث.

محث قلب الحديد مقابل قلب الهواء

تشمل الاختلافات بين قلب الحديد ومحثات قلب الهواء ما يلي.

صيغة محث قلب الحديد

في المحرِّض ، إذا كان القضيب المستخدم مغناطيسيًا مثل الحديد أو الفريت ، فإنه سيزيد من محاثة المحرِّض. وبالمثل ، إذا كان القضيب المستخدم غير مغناطيسي مثل النحاس أو أي مادة أخرى ، فإنه سيقلل من محاثة المحرِّض. صيغة حساب المحاثة هي ؛

L = µ0 µr N ^ 2A / لتر

أين

عدد 'N' من المنعطفات.
الطول.
'µ0' هي نفاذية المساحة الحرة.
'µr' نفاذية نسبية.
'µr' للحديد أكبر من 1 (> 1)
'µr' للنحاس أقل من 1 (<1)
'أ' هي منطقة من الملف.

كيفية اختيار محث قلب الحديد؟

للمحثات خصائص ووظائف مختلفة بناءً على شكلها أو مادتها الأساسية أو استخدامها. لذلك ، يجب أن يكون المرء على دراية بهذه الوظائف والخصائص من أجل تحديد مغو مناسب لتطبيق معين. وبالتالي ، هناك العديد من العوامل التي يجب مراعاتها أثناء اختيار مغو لب الحديد مثل أداء مغو ، ومتطلبات الدائرة ، واعتبارات الترددات الراديوية ، وحجم وتدريع المحرِّض ، ونسبة التسامح ، وما إلى ذلك. يجب أن يؤخذ الحث في الاعتبار.

العوامل المؤثرة

في أي نوع من المحرِّض ، هناك بعض العوامل التي تؤثر على محاثة الملف التي تمت مناقشتها أدناه.

عدد اللفات داخل الملف

إذا كان عدد الدورات داخل الملف أكبر ، فسيكون حجم المحاثة أعلى.

طول الملف

عندما يكون طول الملف أطول ، سيكون حجم المحاثة أصغر.

المادة الأساسية

إذا كانت النفاذية المغناطيسية للمادة الأساسية أكبر ، فسيكون الحث أكبر.

المميزات والعيوب

ال مزايا محاثات قلب الحديد تشمل ما يلي.

• هذه المحاثات لديها خسائر أقل.
• حجمها وبنيتها بسيطة.
• هذا النوع من المحرِّض لديه عامل Q عالي.
• هذه المحرِّضات لها قيمة محاثة كبيرة.

ال مساوئ الحث الأساسية الحديد تشمل rs ما يلي.

• في هذه المحرِّضات ، يزداد الخسارة عند الترددات العالية.
• هذا المحرِّض له عزلة معقدة.
• هذه المحاثات لها تيار إيدي أكثر وأيضًا تصنيف تيار متناسق.

التطبيقات / الاستخدامات

تشمل تطبيقات المحرِّضات ذات قلب الحديد ما يلي.

• تُستخدم هذه المحاثات في دوائر الترشيح لتثبيت جهد التموج.
• إنه مفيد للغاية في تطبيقات AF وإمدادات الطاقة الصناعية.
• يمكن استخدامها كخانق AF داخل مصابيح الفلورسنت.
• هذه تستخدم في أنظمة العاكس.
• هذه تستخدم في النقل السريع وتكييف الطاقة.

وبالتالي ، هذه نظرة عامة على لب الحديد مغو - العمل مع التطبيقات. بشكل عام ، تشتمل العديد من المحرِّضات على قلب مغناطيسي مصنوع من الحديد أو الفريت المرتب في الملف. تأثير اللب الحديدي في المحرِّض هو زيادة المجال المغناطيسي وبالتالي الحث. قيم الحث لهذه المحرِّضات عالية جدًا بسبب قلبها الحديدي. حتى يتمكنوا من التعامل مع الطاقة القصوى على الرغم من أنها محدودة في نطاق سعة التردد العالي. تستخدم هذه في الغالب في التطبيقات القائمة على التردد المنخفض مثل المعدات الصوتية. هنا سؤال لك ، ما هو محث الهواء الأساسية ؟