Conception d'inducteur Air-Core :tout ce que vous devez savoir

L'une des parties les plus petites mais essentielles d'un composant électrique est une inductance. Les inductances sont des appareils électriques qui stockent de l'énergie lorsqu'un courant les traverse. Ainsi, lorsqu'il y a un changement dans la quantité de courant électrique traversant l'appareil, l'inducteur agira comme un équilibre. Et cela empêche le changement de courant ou la perte de noyau en libérant l'énergie stockée dans le circuit. Dans cet article, nous examinons en profondeur une catégorie d'inducteurs appelés conception d'inducteurs à noyau d'air.

Lisez la suite pour en savoir plus.

Qu'est-ce qu'un inducteur à noyau d'air ?

Un inducteur à noyau d'air est un inducteur qui n'a pas de matériau solide ou ferromagnétique entre le fil enroulé.

Les inducteurs à noyau d'air fonctionnent sur la base que l'air a une conductivité électrique relativement minimale.

Cela signifie que l'inductance du noyau d'air est également faible, produisant ainsi un champ magnétique faible.

En raison de la faible production de champ magnétique des noyaux d'air, il peut obtenir une augmentation de courant plus rapide tout en évitant la perte de signal. Cela se produit principalement lorsqu'un inducteur produit des intensités de champ magnétique plus élevées dans un circuit électrique.

Noyau d'air dans un circuit électrique

Par conséquent, les experts préfèrent les inducteurs à noyau d'air à leurs homologues à noyau ferromagnétique, tels que le fer.

Ils (inducteurs à noyau ferromagnétique) deviennent généralement saturés et subissent une perte de courant lorsqu'ils sont confrontés à une plage de fréquences supérieure à 100 MHz.

Conception d'inducteurs à noyau d'air :calcul des inducteurs à noyau d'air

Aussi appelées valeurs d'inductance ou valeurs de courant.

Les inducteurs à noyau d'air sont en deux groupes :

1. Inductance à noyau d'air à simple bobinage

2. Inductance à noyau d'air à bobine multicouche

Comme leurs noms l'indiquent, un seul inducteur à noyau d'air n'a qu'une seule bobine, tandis qu'un inducteur multicouche a de nombreuses bobines enroulées.

Regardons les calculs pour chacun.

Inductance à bobine unique

Pour calculer l'induction d'une inductance à bobine monocouche, vous pouvez appliquer les équations d'inductance à noyau d'air.

Où :

L- Représente la longueur de la bobine en millimètres

n- Représente le nombre de tours effectués par la bobine.

D- Représente le diamètre de la bobine en millimètres.

Formule 2

Où :

N- représente le nombre de tours.

r- Rayon de la bobine en pouces.

l- Longueur de la bobine d'enroulement en pouces.

L - Fait référence à l'inductance en microhenrys (uH).

Inducteur de bobine multicouche

Inducteur de bobine multicouche

Source :Wikipédia

Ici, vous pouvez utiliser la formule de Wheeler :

Où

h- Fait référence à la hauteur de la bobine en millimètres.

n- Nombre de tours de bobine.

d- Diamètre de la bobine en millimètres ou la moitié du rayon de la bobine.

Les experts affirment qu'une bobine multicouche a un courant de bobine plus élevé. Vous pouvez également calculer la densité de flux magnétique de la bobine à noyau d'air.

Homebrew vos inducteurs à noyau d'air

Parfois, vous pouvez rechercher un inducteur à noyau d'air spécifique (composant axial) pour vous rendre compte qu'il est difficile à trouver.

Votre chance s'aggrave si vous cherchez une inductance qui fonctionne bien dans un circuit électrique Rf.

Cependant, lorsque vous trouvez un inducteur à noyau d'air approprié, son prix est élevé.

Petits inducteurs

Eh bien, vous avez de la chance, car vous trouverez ci-dessous les étapes que vous pouvez suivre pour fabriquer des inducteurs à noyau d'air ou des bobines à noyau d'air de qualité avec un magnifique Q.

Matériel dont vous aurez besoin

• Forme de bobine
• Un bloc d'espacement et de l'acier électrique
• Boulons en nylon à tête plate
• Colle ou Epoxy
• Un fil également appelé ligne d'espacement
• Matériau de l'âme en fil de cuivre et d'aluminium

Procédure

Création de la forme de bobine

• Découpez des fentes dans un tuyau en PVC de 9,5 millimètres de large.
• Faites deux petits trous sur le tuyau en forme de bobine (PVC). Un aux deux extrémités de la forme de bobine.
• Pour créer une bobine plus grande afin de produire un champ magnétique et une charge électrique plus élevés, vous devrez créer une forme de bobine plus grande pour enrouler la bobine.
• Tapotez sur le bloc au milieu de la bobine à l'aide d'une cheville et d'un marteau.

Cheville et marteau

Enroulez la bobine

Puisque notre forme de bobine est circulaire, nous allons enrouler une bobine cylindrique.

Bobine cylindrique

• Utilisez un cordon d'espacement ou un fil de bobinage enroulé.
• Utilisez également une ligne monofilament en nylon pour un espacement plus étroit et un fil de haut-parleur pour un espacement plus large.
• Assurez-vous d'utiliser une longueur de fil similaire à la longueur de la bobine.
• Espacez les bobines d'au moins un diamètre et demi pour équilibrer l'inductance et l'efficacité.
• Si vous recherchez une bobine plus propre, assurez-vous qu'elle reste serrée tout au long. Vous pouvez obtenir l'étanchéité en passant le fil dans un étau.

Bobine d'enroulement

Source :Wikipédia

• Placez le bloc sous la forme de bobine et la ligne d'espacement et le fil de bobine dans les trous.
• Ensuite, commencez à enrouler en faisant tourner la bobine horizontalement.
• Continuez ainsi jusqu'à ;

vous l'avez rempli (bobine monocouche),

la bobine est à la taille souhaitée (bobine à air multicouche),

vous atteignez la profondeur de bobine nécessaire.

• Vous pouvez définir un diamètre cible d'enroulement de bobine pour la direction et l'amélioration des performances de la bobine.

Construire des nervures de bobine

• Placez les bobines sur des bandes séparées.
• Positionner un moule dans la partie intérieure pour éviter que l'adhésif ne coule sur les autres parties.
• Ensuite, insérez un ruban électrique dans la partie interne de la bobine.
• Dans le cas où votre forme de bobine est petite et qu'il y a un espace de travail restreint. Vous pouvez utiliser des bâtons de bricolage, mais vous devez d'abord les recouvrir d'un peu de ruban adhésif.

Les précautions à prendre lors de l'utilisation de l'adhésif incluent.

• Utilisez de la colle à prise normale.
• Appliquez une petite quantité de colle et laissez-la couler sur les autres fils de la bobine.
• Évitez de mettre de l'époxy sur le formulaire.

N'appliquez l'époxy que d'un côté à la fois; évitez d'utiliser du ruban adhésif double face.

Retirez la forme de bobine

• Laissez suffisamment de temps de prise à l'adhésif, au moins huit heures, puis retirez le bloc d'espacement.
• Coupez la combinaison de fils passant à travers la forme de la bobine à côté de votre bobine à noyau d'air.
• Votre bobine se détachera rapidement et aura une stabilité mécanique, une bobine circulaire parfaite.

Connecter la bobine

• Avant de fixer les fils sur les bobines d'inductance, retirez le revêtement en plastique sur la surface de la bobine.
• Enfin, vous pouvez souder les fils aux extrémités de l'inducteur à noyau d'air pour le connecter au circuit électrique.

Fils à souder

Montage de votre bobine

• Coupez les têtes des boulons en nylon, puis poussez d'un tour à l'extrémité de la bobine des deux côtés.
• Terminez le montage en fixant les poteaux en nylon aux positions poussées et en ajoutant de l'adhésif pour plus de fermeté sur la bobine cylindrique.

Votre inducteur à noyau d'air est maintenant terminé.

Applications des inducteurs à noyau d'air

Les inducteurs à noyau d'air ont une grande variété d'applications, notamment :

• Utilisé dans les circuits des émetteurs radio et des récepteurs de télévision.

Bobines à noyau d'air dans un circuit analogique

• En créant des circuits d'amortissement.
• Il est utilisé pour améliorer l'inductance de crête inférieure.
• Faire des circuits de filtrage.

Résumé

Inducteurs à noyau d'air sur un circuit

De tous les types d'inducteurs, vous pouvez voir pourquoi les inducteurs à noyau d'air se classent plus haut que ceux en matériau ferromagnétique. Eh bien, cela finalise l'article, mais n'oubliez pas de nous contacter pour toute question que vous pourriez avoir.