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unita_2_4

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Linea 24: Linea 24:
   * in un induttore si manifesta una tensione autoindotta se la corrente cambia nel tempo (in continua un induttore si comporta da cortocircuito)   * in un induttore si manifesta una tensione autoindotta se la corrente cambia nel tempo (in continua un induttore si comporta da cortocircuito)
   * il valore della tensione dipende dall'induttanza e dalla velocità con cui cambia la corrente   * il valore della tensione dipende dall'induttanza e dalla velocità con cui cambia la corrente
-  * la corrente non può variare a gradino (l'induttanza ostacola le variazioni di corrente e la tensione autoindotta si comporta da forza-contro-elettromotrice)+  * la corrente non può variare a gradino (l'induttanza ostacola le variazioni di corrente e la tensione autoindotta ha verso tale da ostacolare variazioni di corrente)
  
 L'induttore presenta comportamenti simili - ma per fenomeni diversi - a quelli del condensatore; anche in questo caso abbiamo: L'induttore presenta comportamenti simili - ma per fenomeni diversi - a quelli del condensatore; anche in questo caso abbiamo:
   * transitori con costanti di tempo (`tau = L/R`) e grandezze che cambiano con legge esponenziale, ma dovuti a variazioni a gradino di corrente   * transitori con costanti di tempo (`tau = L/R`) e grandezze che cambiano con legge esponenziale, ma dovuti a variazioni a gradino di corrente
   * sfasamento tra tensione e corrente nei circuiti in alternata, ma questa volta con la tensione in anticipo rispetto alla corrente   * sfasamento tra tensione e corrente nei circuiti in alternata, ma questa volta con la tensione in anticipo rispetto alla corrente
-che verranno trattati nella materia di Elettronica ed Elettrotecnica. 
  
 ==== Induttore reale e parametri caratteristici ==== ==== Induttore reale e parametri caratteristici ====
  
-  * circuito equivalente e significato dei parametri (perdite e capacità parassita+Il comportamento di un induttore può essere studiato con il //circuito equivalente// di //figura 1//. Oltre al parametro principale, l'induttanza L, sono presenti: 
-  * parametri caratteristici: +  * la capacità parassita C<sub>0</sub>, che tiene conto degli effetti capacitivi (dovuti alla presenza di conduttori separati da un isolante) 
-    * induttanza +  * la resistenza R<sub>S</sub>, che tiene conto di tutte le perdite presenti (dovute all'effetto Joule sui conduttori alle perdite magnetiche per isteresi e correnti parassite
-    * angolo di perdita (e fattore di perdita) +Con opportuni calcoli il circuito può essere trasformato in quello di //figura 2a// con solo due parametri((si noti che in questo caso il valore di induttanza cambia con la pulsazione, quindi con la frequenza)). Dal  diagramma vettoriale di //figura 2b// si vede che lo sfasamento non è 90° ma diminuito di un angolo δ detto** angolo perdita**. 
-    * fattore di merito Q + 
-    * frequenza di risonanza +I principali parametri caratteristici di un induttore sono
-    * tolleranza +    * l'induttanza (in genere compresa tra 1 μH e 1 H) 
-    coefficiente di temperatura+    * la tolleranza 
 +    * l'angolo di perdita e il corrispondente fattore di perdita 
 +    * il fattore di merito Q 
 +    * la frequenza di risonanza 
 +    * il coefficiente di temperatura 
 + 
 +Il valore effettivo dell'induttanza può cambiare con la frequenza((ma anche per problemi di non-linearità negli induttori con nucleo)) e, come per resistori e condensatori, è contenuto in un intervallo definito dalla tolleranza. L'angolo di perdita deve essere il più basso possibile; dal suo valore dipendono le perdite nell'induttore((potenza dissipata o sprecata per effetto Joule e perdite magnetiche)) messe in evidenza dal fattore di perdita, definito come tangente di δ. La frequenza di risonanza indica la frequenza oltre la quale l'induttore si comporta da condensatore e non deve essere mai superata. Il coefficiente di temperatura definisce come cambia il valore dell'induttanza al variare della temperatura. 
 + 
 +Il fattore di merito (o di qualità) Q è un parametro che definisce la //qualità// di un induttore. Il suo valore si calcola con: 
 + 
 +`Q=(omega L)/R` 
 + 
 +e corrisponde all'inverso del fattore di perdita. Valori di Q elevati sono dunque desiderabili e corrispondono a basse perdite e induttanza elevata. 
 + 
 +==== Impiego ==== 
 + 
 +Gli induttori vengono usati: 
 +  * per filtrare i segnali 
 +  * negli alimentatori 
 +  * per ridurre le emissioni e i disturbi dovuti alle interferenze elettromagnetiche 
 +  * nei sintonizzatori, per selezionare una banda di frequenze 
 +  * negli oscillatori, per generare segnali sinusoidali 
 +  * in generale per "smorzare" picchi di correnti e come elementi capaci di accumulare energia
  
 ===== 2 Caratteristiche costruttive degli induttori ===== ===== 2 Caratteristiche costruttive degli induttori =====
 +
 +Gli induttori posso essere: 
 +  * senza nucleo (in aria), con perdite ridotte ma bassi valori di induttanza; possono lavorare anche ad alta frequenza
 +  * con nucleo, con perdite molto maggiori e crescenti con la frequenza ma valori di induttanza molto maggiori; indicati in bassa frequenza
 +
 +Le due forme costruttivi principali sono:
 +  * a solenoide (//figura 4a//), più semplice da realizzare
 +  * toroidale (//figura 5b//), che ha caratteristiche migliori perché confina al suo interno il campo magnetico (emette e riceve meno disturbi) e presenta minore riluttanza e quindi maggiore induttanza
 +
 +Gli avvolgimenti sono realizzati con un filo di rame (isolato) sottile e a bassa resistenza. Per ottenere elevati valori di induttanza si possono sovrapporre più strati (//figura 4b//). Per limitare la capacità parassita si può utilizzare un avvolgimento a nido d'ape.
 +
 +Gli induttori con nucleo sono realizzati inserendo un materiale con buone proprietà magnetiche - alta permeabilità - all'interno dell'avvolgimento. Il valore dell'induttanza dipende dalla permeabilità di questo materiale quindi è molto più elevato che per induttori in aria. In genere il nucleo è realizzato con:
 +  * leghe di ferro e silicio per induttori a bassa frequenza
 +  * ferriti per induttori ad alta frequenza
 +
 +Le ferriti, che sono materiali ceramici, consentono di ottenere valori di induttanza elevati limitando le perdite e costituiscono l'unica alternativa agli induttori in aria quando si lavora in alta frequenza.
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 +Anche per gli induttori si usa un codice a bande colorate per indicare sul contenitore del componente il valore dell'induttanza. Le bande si leggono come per i resistori - due cifre significative seguite da un moltiplicatore - e il valore ottenuto è espresso in μH.
 +
  
 ===== 3 Schermatura delle bobine ===== ===== 3 Schermatura delle bobine =====
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 +Gli induttori sono in grado di emettere e ricevere disturbi da e verso altre apparecchiature. Per limitare queste interferenze si usano gli schermi protettivi. Gli schermi per induttori in bassa frequenza sono realizzati con un materiale ferromagnetico in grado di contenere (confinare) il campo magnetico al suo interno (//figura 7a//). Quelli per induttori in alta frequenza usano un materiale metallico molto conduttivo (alluminio o rame) sul quale circolano correnti indotte che ostacolano la penetrazione di campi esterni (//figura 7b//).
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 ===== Navigazione ===== ===== Navigazione =====
  
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unita_2_4.1460321839.txt.gz · Ultima modifica: 2020/07/03 17:59 (modifica esterna)