Induttanza in aria e in ferrite

[aldofad]

Ciao a tutti,
so che sto rompendo sempre sullo stesso argomento...
Sto cercando ora di capire la differenza tra una un'induttanza su ferrite e su una in aria.
D'accordo che hanno due formule distinte per calcolare l'induttanza, ad esempio su ferrite:

e in aria


entrambe specificate sulla wikipedia http://it.wikipedia.org/wiki/Induttore

Cio' che non riesco a capire e' il senso di avere induttanze senza alcun tipo di nucleo ossia in aria. Dato che il nucleo in ferrite serve ad aumentare l'induttanza che senso ha avvolgere molto più rame senza alcun nucleo invece di inserire il nucleo in ferrite che tra l'altro è molto piu' economico rispetto a parecchi avvolgimenti compensativi in rame? Noto che si usano le induttanze in aria nelle applicazioni audio. Forse in qualche modo si vuole sfruttare a proprio vantaggio la capacitanza parassita degli avvolgimenti che sono molto maggiori nelle induttanze in aria?

Ciao e grazie dei consigli

[landyandy]

Non so se è quello che vuoi sentire ma da quello che ricordo essi sono due sistemi per ottenere valori ben definiti in base alle caratteristiche del circuito.

Non sempre è necessario inserire delle ferriti se queste non si rendono necessarie (peso, costo ecc.).

Per esempio nei gruppi di sintonia si utilizza proprio la variazione di una ferrite all'interno di un avvolgimento per variare la frequenza dell'oscillatore, ma ci sono altri sistemi ed ogn'uno può utilizzare quelle più convenienti.

Ovviamente il mio è un intervento molto superficiale.
Per questione squisitamente tecniche si rimanda a persone più competenti.



saluti
landyandy

[greybear]

Ferromagnetic core inductor


A variety of types of ferrite core inductors and transformers


Ferromagnetic-core or iron-core inductors use a magnetic core made of a ferromagnetic or ferrimagnetic material such as iron or ferrite to increase the inductance. A magnetic core can increase the inductance of a coil by a factor of several thousand, by increasing the magnetic field due to its higher magnetic permeability. However the magnetic properties of the core material cause several side effects which alter the behavior of the inductor and require special construction:

• Core losses: A time-varying current in a ferromagnetic inductor, which causes a time-varying magnetic field in its core, causes energy losses in the core material that are dissipated as heat, due to two processes:
  • Eddy currents: From Faraday's law of induction, the changing magnetic field can induce circulating loops of electric current in the conductive metal core. The energy in these currents is dissipated as heat in the resistance of the core material. The amount of energy lost increases with the area inside the loop of current.
  • Hysteresis: Changing or reversing the magnetic field in the core also causes losses due to the motion of the tiny magnetic domains it is composed of. The energy loss is proportional to the area of the hysteresis loop in the BH graph of the core material. Materials with low coercivity have narrow hysteresis loops and so low hysteresis losses.

For both of these processes, the energy loss per cycle of alternating current is constant, so core losses increase linearly with frequency. Online core loss calculators[2] are available to calculate the energy loss. Using inputs such as input voltage, output voltage, output current, frequency, ambient temperature, and inductance these calculators can predict the losses of the inductors core and AC/DC based on the operating condition of the circuit being used.[3]

• Nonlinearity: If the current through a ferromagnetic core coil is high enough that the magnetic core saturates, the inductance will not remain constant but will change with the current through the device. This is called nonlinearity and results in distortion of the signal. For example, audio signals can suffer intermodulation distortion in saturated inductors. To prevent this, in linear circuits the current through iron core inductors must be limited below the saturation level. Some laminated cores have a narrow air gap in them for this purpose, and powdered iron cores have a distributed air gap. This allows higher levels of magnetic flux and thus higher currents through the inductor before it saturates.[4]