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Introduzione all’Induttore
L’induttore è un componente elettronico passivo che immagazzina energia sotto forma di campo magnetico quando è attraversato da corrente elettrica. È costituito da un filo conduttore avvolto in spire, solitamente attorno a un nucleo di aria, ferrite o materiale magnetico.
Gli induttori sono ampiamente utilizzati in elettronica per filtrare segnali, gestire l’energia nei circuiti di potenza e nelle telecomunicazioni, oltre che in applicazioni elettromagnetiche.
Caratteristiche Principali
✅ Induttanza : Dipende dal numero di spire, dalla lunghezza del conduttore e dal tipo di nucleo.
✅ Reattanza Induttiva : Opposizione al passaggio della corrente alternata, definita come:✅ Effetto di autoinduzione: L’induttore genera una fem indotta che si oppone alle variazioni di corrente.
✅ Frequenza di funzionamento: Gli induttori presentano un comportamento ideale alle basse frequenze, ma a frequenze elevate possono introdurre perdite resistive e capacitive.Tipologie di Induttori
🔹 Induttori a nucleo d’aria → Basso valore di induttanza, usati in radiofrequenza.
🔹 Induttori a nucleo di ferrite → Adatti per filtrare disturbi e lavorare in circuiti switching.
🔹 Induttori toroidali → Alta efficienza e ridotta dispersione di campo magnetico.
🔹 Induttori di potenza → Utilizzati nei convertitori DC-DC e negli alimentatori switching.Applicazioni degli Induttori
⚡ Filtraggio nei circuiti elettronici (restringono o bloccano determinate frequenze).
🔋 Gestione dell’energia nei convertitori di potenza (DC-DC, AC-DC).
📡 Circuiti RF e antenne (impiegati nei circuiti di sintonia).
🔄 Motori elettrici e trasformatori (induzione elettromagnetica per la conversione dell’energia).Gli induttori sono componenti fondamentali per numerose applicazioni, dalle telecomunicazioni all’elettronica di potenza, grazie alla loro capacità di accumulare energia e filtrare segnali.
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Il componente e il suo funzionamento
Cos’è un Induttore?
Un induttore è un componente elettrico passivo che immagazzina energia sotto forma di campo magnetico quando viene attraversato da corrente elettrica.
Costituito generalmente da un filo conduttore avvolto in una bobina attorno a un nucleo che può essere:
- Nucleo d'aria: Bassa induttanza, alta frequenza.
- Nucleo ferromagnetico: Alta induttanza, maggiore capacità di immagazzinamento.
Principio di Funzionamento
Basato sulla Legge di Faraday:
\( v_L = L \cdot \frac{di}{dt} \)
dove:
- \( v_L \): Tensione indotta ai capi dell'induttore
- \( L \) : Induttanza misurata in Henry [H]
- \( \frac{di}{dt} \): Variazione della corrente nel tempo.
L'induttore si oppone a variazioni repentine di corrente:
- In presenza di un transitorio, limita il cambiamento della corrente.
- A regime continuo (DC), si comporta come un cortocircuito.
Induttanza (L)
La grandezza caratteristica dell'induttore. Dipende da:
- Numero di spire (N)
- Area della sezione trasversale (A)
- Permeabilità del materiale del nucleo (μ)
- Lunghezza del percorso magnetico (l)
La formula generale è:
\( L = \mu \cdot \frac{N^2 \cdot A }{l} \)
Proprietà principali
- Opposizione alle variazioni di corrente: La corrente non può cambiare istantaneamente.
- Immobilizzazione dell’energia magnetica:
- Energia immagazzinata:
\( W = \frac{1}{2} \cdot L \cdot I^2 \)
4. Comportamento in regime continuo e alternato:- Corrente continua (DC): L'induttore è un cortocircuito a regime.
- Corrente alternata (AC): Oppone una reattanza induttiva:
\( X_L = 2 \pi \cdot f \cdot L = \omega L \)
dove f è la frequenza del segnale e ω la pulsazione
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