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Costruzione induttore: come fare?

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[11] Re: Costruzione induttore: come fare?

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 8 nov 2020, 9:36

La formula per induttori con nucleo cilindrico invece non saprei quale sia.

Forse coincide con quelli in aria, ma moltiplicata per la permeabilità magnetica relativa del materiale del nucleo.

Gli induttori sono i componenti meno ideali che si trovano in elettronica.
La loro progettazione è un'arte sperimentale.
Secondo me la cosa migliore è studiare le bobine già pronte disponibili a catalogo e cercare di replicarle. Oppure acquistare gli induttori disponibili in vendita.
Se non hai una bobinatrice, è lungo e viene male avvolgere centinaia di spire a mano.

La corrente influisce anche sul flusso magnetico nel nucleo magnetico. che lo porta a lavorare in saturazione riducendo l'induttanza.

Possiedi un misuratore di induttanza ? a variazione di frequenza di oscillazione, a ponte ?

O_/
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[12] Re: Costruzione induttore: come fare?

Messaggioda Foto UtenteAleEl » 8 nov 2020, 11:53

MarcoD ha scritto:
La formula per induttori con nucleo cilindrico invece non saprei quale sia.

Forse coincide con quelli in aria, ma moltiplicata per la permeabilità magnetica relativa del materiale del nucleo.


Non saprei, ci ho pensato anche io...
Forse hai ragione, e poi basta provare: si fa il calcolo e poi si misura
Se il risultato é vicino o addirittura uguale, evidentemente la formula é corretta

Sarebbe quindi:

L = u0 x ur x 0,00987 x K x [(N^2xd^2)/l] [uH]

MarcoD ha scritto:Gli induttori sono i componenti meno ideali che si trovano in elettronica.
La loro progettazione è un'arte sperimentale.
Secondo me la cosa migliore è studiare le bobine già pronte disponibili a catalogo e cercare di replicarle. Oppure acquistare gli induttori disponibili in vendita.
Se non hai una bobinatrice, è lungo e viene male avvolgere centinaia di spire a mano.

La corrente influisce anche sul flusso magnetico nel nucleo magnetico. che lo porta a lavorare in saturazione riducendo l'induttanza.


Era solo una curiositá, il fatto di farle da sé

MarcoD ha scritto:Possiedi un misuratore di induttanza ? a variazione di frequenza di oscillazione, a ponte ?

O_/


Le andrei a misurare con l'oscilloscopio in realtá
Ho trovato questo metodo online:

1) Generatore di sinusoide alternata, 2 Vpp con frequenza stabilita (es. 20kHz)
2) Si collega l'induttanza incognita in parallelo a generatore di funzioni ed oscilloscopio
3) Si aggiusta la frequenza fino a quando Vpp non risulta la metá della tensione di partenza (= 1Vpp)

Poi si calcola l'induttanza con L=4.57/f (il risultato é in Henry)
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[13] Re: Costruzione induttore: come fare?

Messaggioda Foto UtenteSandroCalligaro » 8 nov 2020, 12:04

Visto che so che ti interessa imparare...

Hai capito da dove vengono le due formule (quella per dimensionare l'induttore e quella per identificarla, tramite generatore di funzioni?

PS: non mi hai risposto riguardo a K: quanto vale?
Con una K a piacere, puoi far venir fuori qualunque valore... :-)
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[14] Re: Costruzione induttore: come fare?

Messaggioda Foto UtenteAleEl » 8 nov 2020, 12:22

SandroCalligaro ha scritto:Visto che so che ti interessa imparare...

Hai capito da dove vengono le due formule (quella per dimensionare l'induttore e quella per identificarla, tramite generatore di funzioni?


Per la formula del dimensionamento, no
Per quella della misura, si

https://www.dos4ever.com/inductor/inductor.html

Lo spiega qui, a fine pagina
L'unica cosa che devo ancora capire, é perché fa il rapporto tra la tensione misurata e la tensione del generatore

SandroCalligaro ha scritto:PS: non mi hai risposto riguardo a K: quanto vale?
Con una K a piacere, puoi far venir fuori qualunque valore... :-)


Si che ti ho risposto: é la costante di correzione
Il suo valore dipende da l e d

https://www.megistone.it/principi-fonda ... -di-bobine
https://manualihoepli.it/media/doc/biondo-induttori.pdf

Non ha quindi nessun valore perché, in questo caso, ne stiamo parlando in modo generale :D
Credevo che tu conoscessi la costante di correzione, pardon :ok:
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[15] Re: Costruzione induttore: come fare?

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 8 nov 2020, 13:16

Ho trovato questo metodo online:
1) Generatore di sinusoide alternata, 2 Vpp con frequenza stabilita (es. 20kHz)
2) Si collega l'induttanza incognita in parallelo a generatore di funzioni ed oscilloscopio
3) Si aggiusta la frequenza fino a quando Vpp non risulta la metá della tensione di partenza (= 1Vpp)
Poi si calcola l'induttanza con L=4.57/f (il risultato é in Henry)


Il metodo è plausibile, come tutti i metodi ha varie limitazioni, ma è molto mal spiegato.
Si dovrebbe basare sulla resistenza interna del generatore, che però dovrebbe venire specificata
50 ohm ?, 600 ohm?
Si può mettere una resistenza in serie al genetaore del valore voluto es. 1 kohm,

Se la reattanza è in quadratura rispetto la resistenza, misurerei la frequenza quando la tensione è 0,707 di quella a vuoto (corrisponde alla reattanza capacitiva uguale alla resistenza)

Come ricavi il numero 4,57 ??
O_/
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[16] Re: Costruzione induttore: come fare?

Messaggioda Foto UtenteAleEl » 8 nov 2020, 13:19

MarcoD ha scritto:che però dovrebbe venire specificata
50 ohm ?, 600 ohm?
Si può mettere una resistenza in serie al genetaore del valore voluto es. 1 kohm,


La resistenza interna del generatore é di 50 Ohm, viene specificato nel link che ho messo
In ogni caso, sempre nel link, se il valore di resistenza é diverso si puó facilmente sistemare la formula


MarcoD ha scritto:Come ricavi il numero 4,57 ??
O_/


Ci sono le spiegazioni, sempre nel link che ho messo precedentemente

Esce fuori dal rapporto tra tensione misurata e tensione del generatore

Vmisurata = j\omega LI
Vgen = RI + j\omega LI


Ed ora ho anche capito il perché venga fatto il rapporto (sto scrivendo)

Abbiamo detto che si setta il generatore di tensione a 2Vpp, inizialmente, per poi sistemare la frequenza in modo da raggiungere la metá della tensione di partenza: quindi 1Vpp

Il rapporto tra uscita ed ingresso risulta essere quindi di 1/2 (1Vpp = OUT 2Vpp = IN OUT/IN)

Quindi, si pone il rapporto tra Tensione in uscita e tensione in ingresso pari ad 1/2, con le formule relative ad R ed L:
Pongo momentaneamente, per semplicitá:

G = \frac{1}{2}

Quindi:

G = \frac{j\omega LI}{R+j\omega LI} = \frac{j\omega LI}{I(R + j\omega L)} = \frac{j\omega L}{R + j\omega L}
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[17] Re: Costruzione induttore: come fare?

Messaggioda Foto UtenteAleEl » 8 nov 2020, 13:56

Continuando:

G = \frac{j\omega L}{R + j\omega L} = \frac{j\omega L}{R + j\omega L} \cdot \frac{R -j\omega L }{R -j\omega L} =

= \frac{j\omega RL - j^{2}\omega ^{2} L^{2}}{R + \omega ^{2}L^{2}}

= \frac{j\omega RL +\omega ^{2} L^{2}}{R + \omega ^{2}L^{2}}

= \frac{\omega ^{2}L^{2}}{R^{2}+\omega ^{2}L^{2}}+\frac{j\omega RL}{R^{2}+\omega ^{2}L^{2}}

= \sqrt{\frac{\omega ^{4}L^{4}}{(R^{2}+\omega ^{2}L^{2})^{2}}+\frac{\omega ^{2} R^{2}L^{2}}{(R^{2}+\omega ^{2}L^{2})^{2}}}

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[18] Re: Costruzione induttore: come fare?

Messaggioda Foto UtenteAleEl » 8 nov 2020, 14:39

= \sqrt{\frac{\omega ^{4}L^{4} + \omega ^{2}R^{2}L^{2}}{(R^{2}+\omega ^{2}L^{2})^{2}}}

= \frac{\sqrt{\omega ^{4}L^{4}+\omega ^{2}R^{2}L^{2}}}{(R^{2}+\omega ^{2}L^{2})}

= \frac{\sqrt{\omega ^{2}L^{2}(\omega ^{2}L^{2} + R^{2})}}{(R^{2}+\omega ^{2}L^{2})}

= \frac{\sqrt{\omega ^{2}L^{2}}}{(R^{2}+\omega ^{2}L^{2})}

= \frac{\omega L}{\sqrt{R^{2}+\omega ^{2}L^{2}}}


G era pari ad 1/2, quindi:

\frac{1}{2} = \frac{\omega L}{\sqrt{R^{2}+\omega ^{2}L^{2}}}

\frac{1}{4} = \frac{\omega^{2}L^{2}}{R^{2}+\omega^{2}L^{2}}

4\omega^{2}L^{2} = R^{2}+\omega^{2}L^{2}

L = \sqrt{\frac{R^{2}}{3\omega^{2}}}

L = \frac{R}{\sqrt{3}\omega} = \frac{50}{\sqrt{3} 2\pi f} = \frac{50}{10,88f} = \frac{4,59}{f}
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[19] Re: Costruzione induttore: come fare?

Messaggioda Foto Utentestefanopc » 10 nov 2020, 16:59

Se vuoi studiare la teoria degli induttori è un film.

Se vuoi costruire un induttore che abbia determinate caratteristiche per un determinato campo di frequenza o di corrente allora devi partire dai materiali che hai a disposizione e più o meno sperimentalmente arrivare a quello che ti serve.
Poi in più bisogna considerare se nella induttanza circola solo una componente alternata simmetrica o vi è sovrapposta una componente continua.
Il filo può essere smaltato isolato argentato nastrato....avvolto in tanti modi diversi...tutti specifici secondo l'applicazione ricercata.
Se alla fine (come spesso succede agli hobbisti ) hai un nucleo di recupero di cui non conosci alcun parametro con certezza puoi arrivare a ottenere qualcosa di ragionevole solo con metodi empirici misurando con uno strumento il valore della induttanza avvolgendo e svolgendo.
Almeno io mi ritrovo a fare così.
Uno strumento normale per misurare il valore delle induttanze ormai ha un costo decisamente abbordabile... Diciamo dai 9 euro in su.
Altrimenti un oscillatore LC e un frequenzimetro.
Ciao
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[20] Re: Costruzione induttore: come fare?

Messaggioda Foto Utentestefanopc » 10 nov 2020, 19:30

Se vuoi utilizzare la soluzione oscillatore LC, frequenzimetro, calcolatrice ti consiglio di leggere questo sito.
https://wiki.analog.com/university/cour ... alm-lab-21
Io ho mantenuto anche una resistenza da 1Kohm all'uscita del primo inverter e la rete (tra il punto 2 e il nodo LC ingresso seconda porta ) .
I due condensatori che ho usato sono da 0.47uf.
Poi mi sono fatto una tabella con i valori di frequenze e la corrispondente induttanza da 1uH a 1 H con progressione logaritmica (di L) e così non devo fare i calcoli tutte le volte.
Va da se che i collegamenti del circuito oscillatore devono essere corti per attenuare tutti i fenomeni parassiti.
Per darti una idea con una L di 3uH il circuito oscilla a circa 200kHz.
Ciao
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