Ein luftgewickelter Induktor besteht aus einer Spule, die um einen nicht magnetischen Kern gewickelt ist – normalerweise Luft, kann aber auch aus Kunststoff, Keramik oder einem anderen nicht leitenden Material bestehen. Die Induktivität eines luftgewickelten Induktors hängt von der Anzahl der Windungen in der Spule, dem Drahtdurchmesser und den physikalischen Abmessungen der Spule ab. Die Spulen werden im Allgemeinen aus isoliertem Kupferdraht mit abisolierten und nicht abisolierten Enden und verzinnten oder blanken Enden hergestellt. Die Ausrichtung der Spulenbeine umfasst radiale, entgegengesetzte, axiale und andere spezielle Ausrichtungen.
Wenn Strom durch die Spule fließt, wird um sie herum ein Magnetfeld erzeugt, was zu Selbstinduktivität führt. Im Gegensatz zu induktiven Komponenten mit ferromagnetischen Kernen erfahren Luftinduktoren keine magnetische Sättigung, weshalb sie sich für Anwendungen mit Hochfrequenzsignalen oder bei denen geringe Verluste entscheidend sind, eignen.
Vorteile
1. Sättigungsfrei.
Der Strom durch eine luftgewickelte Induktivität hat keinen Einfluss auf die Induktivität der Spule. Im Gegensatz dazu erreicht die Induktivität von Spulen mit ferromagnetischen Kernen bei mäßigen Feldstärken ihren Höhepunkt, bevor sie bei Annäherung an die Sättigung auf Null absinkt.
2. Keine Eisenverluste.
Luftgewickelte Induktoren sind frei von den „Eisenverlusten“, die ferromagnetische Kerne beeinträchtigen. Bei steigender Frequenz bieten die Luftkerne einen höheren Qualitätsfaktor (oder Q), höhere Effizienz, höhere Belastbarkeit und weniger Verzerrung.
3. Hochfrequenzbetrieb.
Luftgewickelte Induktoren können für Frequenzen von bis zu 1 GHz ausgelegt werden.
L – Induktivität in Mikrohenry
r – Radius in Zoll (gemessen von der Drahtmitte zur Spulenmitte)
l – Länge der Spule in Zoll
N – die Anzahl der Umdrehungen
Diese Luftspulen funktionieren auf der Grundlage, dass Luft eine relativ geringe elektrische Leitfähigkeit hat. Daher ist auch die Luftspuleninduktivität gering, was ein schwaches Magnetfeld erzeugt. Aufgrund der geringen Magnetfelderzeugung von Luftspulen wird ein schnellerer Stromanstieg erreicht, während Signalverlust vermieden wird. Dieser Verlust tritt hauptsächlich dann auf, wenn eine Spule hohe Magnetfeldstärken innerhalb eines Stromkreises erzeugt.
Anwendung:
- Die luftgewickelten Induktoren werden hauptsächlich zum Entwurf von HF-Abstimmspulen verwendet.
- Es wird für verschiedene Anwendungen wie Computergeräte, elektronische Geräte, Fernseher, Kommunikationsgeräte, mobile Ladegeräte und DVDs benötigt.
- Die luftgewickelten Induktoren werden auch in Dämpfungsschaltungen, Filterschaltungen und hochfrequenzbasierten Anwendungen wie Fernseh- und Radioempfängern eingesetzt.
- Die luftgewickelte Induktivität spielt bei der Konstruktion von HF- und ZF-Abstimmspulen eine Schlüsselrolle.
- Es dient dazu, eine geringere Spitzeninduktivität sicherzustellen, verringert aber auch die mit Ferritinduktoren verbundenen Energieverluste.
- Die luftgewickelten Induktoren werden in Radiosendern verwendet, um die harmonischen Schwingungen zu reduzieren, wenn elektromagnetische Signale durch sie hindurch wandern.
- Es wird in HiFi-Stereolautsprechern verwendet, um sicherzustellen, dass die Klangverzerrung auf ein Minimum beschränkt bleibt.
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