Come funzionano gli induttori e i tipi usati nell’elettronica

Come il condensatore, l’induttore è un dispositivo passivo in grado di accumulare energia ma, diversamente da altre soluzioni, ci riesce immagazzinandola sotto forma di campo magnetico.

Un induttore è composto da un filamento di materiale conduttore (rame solitamente) in avvolgimento elicoidale. Fisicamente assume la forma di una bobina solenoide o toroidale nel caso dell’induttore toroidale.

Il materiale conduttore viene attraversato da una corrente per generare un campo magnetico fino a che giunge a saturazione magnetica, cioè il massimo del campo magnetico generabile dall’induttore in base alle sue capacità fisiche. Capacità fisiche che dipendono da vari fattori, tra cui:

• Numero di avvolgimenti;
• Distanza degli avvolgimenti;
• Spessore del materiale conduttore.

L’induttore deve il suo nome all’induttanza (L), una proprietà elettrica che si manifesta come la tendenza a opporsi alla variazione di corrente. La formula dell’induttanza è il rapporto tra la tensione (V) e la velocità di variazione della corrente (di/dt). Secondo il Sistema internazionale, l’unità di misura da utilizzare per misurare l’induttanza è l’Henry (H).

In commercio troverai principalmente induttori con valori espressi in micro Henry (µH) e a partire da 1 µH. Ne sono un esempio gli induttori al piombo inclusi nella categoria degi induttori con terminali, di cui ti illustriamo le caratteristiche complete più avanti.

Gli induttori servono in particolare quando è necessario assorbire le interferenze elettromagnetiche. L’ingegnerizzazione dei vari modelli lavora molto sullo sviluppo di induttori capaci di gestire finemente il magnetismo e di controllare il flusso magnetico.

Puoi dunque utilizzarli ogni qualvolta hai bisogno di un dispositivo elettrico efficace nel rallentare i picchi di corrente o nel rilasciare gradualmente nel circuito l’energia accumulata.

La progressiva evoluzione dell’elettronica ha portato a una forte specializzazione degli induttori, tanto che oggi troviamo in commercio diversi tipi di induttori. In linea di principio possiamo dividere gli induttori in tre categorie:

1. Induttori a filo avvolto per montaggio superficiale;
2. Induttori con terminali;
3. Induttori multistrato per montaggio superficiale.

Sotto il profilo pratico, invece, le tipologie di induttore che troverai in commercio sono le seguenti:

Bobine di carica wireless: sfruttando l’elettromagnetismo le bobine di carica wireless possono ricaricare dispositivi dotati di batteria eliminando la necessità di collegare questi ultimi alla presa elettrica. L’induttore wireless si installa all’interno di un apparato elettronico che si occuperà di trasferire l’energia elettrica all’apparato da ricaricare.

• Chip Baluns: si utilizzano per trasformare l’impedenza e sono formati da una porta non bilanciata convertita in due porte bilanciate. Sia la porta non bilanciata che quelle bilanciate possono assumere la funzione d’ingresso e uscita.
• Induttori SMD: si montano sulla superficie di un circuito stampato e per questo motivo rientrano nella categoria degli induttori a montaggio superficiale. Gli induttori SMD sono dotati di piazzole direttamente saldate sul circuito stampato allo scopo di creare un circuito elettrico. Nella scelta dell’induttore SMD prendi in considerazione i parametri di tolleranza di temperatura e di pressione.
• Induttori accoppiati: sono così chiamati quegli induttori costituiti da due o più avvolgimenti che condividono il nucleo. Funzionano trasferendo l’energia da un avvolgimento all’altro sfruttando come “canale di transito” il nucleo condiviso.
• Induttori con terminali: si utilizzano in funzione di resistenza per controllare le variazioni di corrente e per assorbire le interferenze elettromagnetiche. Sono disponibili in più versioni. La versione VHF (altissima frequenza) e la versione RF (radiofrequenza). Da un punto di vista della progettazione fisica troverai induttori con terminali assiali, radiali, a foro passante e per montaggio a pannello. Rientrano in questa categoria anche gli induttori al piombo.

Gli induttori si differenziano anche in base al colore. A tal proposito esiste un’apposita tabella con il codice colore delle induttanze, utile a calcolare con precisione l’induttanza del dispositivo.

Acquistando gli induttori di cui hai bisogno sul sito RS troverai una scheda tecnica dettagliata con tutti i valori che ti servono, compresi i valori di tolleranza e di resistenza in corrente continua.

Negli ultimi anni l’utilizzo degli induttori si è allargato ad altri settori dove sono state sperimentate con successo nuove applicazioni, tra cui la ricarica wireless delle batterie.

Le bobine di ricarica wireless, infatti, permettono la ricarica induttiva di smartphone, tablet e altri apparati mobili come i dispositivi medici. Il loro impiego è diffuso anche nelle camere bianche.

Nelle telecomunicazioni si usano gli induttori ad alta frequenza per filtrare le interferenze elettromagnetiche in piccoli apparati. La versione di induttori per radiofrequenza, invece, sono progettati per bloccare le frequenze radio nei casi in cui sia necessario trasmettere segnali audio.

Nelle trasmissioni radio, poi, troverai gli induttori accoppiati. Sono presenti in particolare nei convertitori corrente continua – corrente continua.

Gli induttori in parallelo e in serie

Nei casi previsti dal progetto di circuito che pensi di realizzare, potrai collegare gli induttori in parallelo e in serie seguendo quelli che sono i principi di base del collegamento di componenti in serie e parallelo nel campo dell’elettronica.

Da un punto di vista fisico, gli induttori accoppiati in parallelo si collegano tra loro come faresti per qualsiasi altro componente da collegare in parallelo. Sotto il profilo matematico, invece, l’induttanza totale si calcola seguendo la formula L1 x L2 / L1 + L2.

Per ottenere l’induttanza totale degli induttori collegati in serie, la formula matematica è più semplice: L1 + L2.

I componenti passivi sono importanti in differenti circuiti elettrici ed elettronici, e gli induttori non fanno eccezione. Grazie alla loro capacità di controllare il flusso magnetico possono essere utilizzati nelle telecomunicazioni per ridurre le interferenze elettromagnetiche e, in particolare, nelle alte frequenze e nelle radiofrequenze.

Alle bobine per la ricarica wireless è affidata da alcuni anni la ricarica senza fili di numerosi apparati elettronici indossabili, oltre che di quelli per uso professionale.

Attraverso la nostra guida hai infine appreso che gli induttori possono essere collegati in serie e in parallelo. Più in generale, qualsiasi componente passivo può essere collegato a un altro all’interno di un circuito. Scegli dal nostro catalogo di dispositivi passivi quelli più idonei a realizzare il tuo prossimo progetto.