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Componentes de inductancia

Descripción general: todos los componentes que pueden producir inductancia se denominan colectivamente componentes de inductancia. Los componentes de inductancia de uso común incluyen inductores fijos, bobinas de estrangulación y bobinas lineales de TV, oscilador de marco. bobinas, bobinas de desviación, cabezales de grabadoras, líneas de retardo, etc.

1 Inductor fijo: generalmente, se utiliza un núcleo magnético suave en forma de I con cables. La inductancia puede estar entre 10 y 22000 uh y el valor Q se controla en alrededor de 40.

2 Choke: Es una bobina con una cierta inductancia, su propósito es evitar el paso de corrientes de alta frecuencia de ciertas frecuencias, como las bobinas de filtro en los circuitos rectificadores y las bobinas de espera de los televisores.

Bobinas lineales de 3 filas: utilizadas en serie con bobinas de desviación para ajustar la linealidad de las filas. Está compuesto por una bobina central en forma de I y un bloque magnético constante. Generalmente, el inductor de corriente CC de 1,5 A para televisores en color es de 116-194 uh. Frecuencia: 2,52 MHZ

Bobina de oscilación de 4 filas: consta. de un esqueleto, una bobina, una varilla de ajuste y una composición de núcleo roscado. Generalmente, la inductancia es de 5 mh y la cantidad de ajuste es superior a -10 mh.

5 Bobina de desviación: se compone de dos juegos de bobinas, un anillo magnético de ferrita y una pieza de ajuste de posición central. Está hecho de aleación de hierro, cobalto y vanadio o plástico magnético.

Ejemplo: Configuración de bobina TLY15339F de Beijing TV Factory

Tubo de imagen 510XUB22 de 20 pulgadas,

Inductancia de fila: 1,75 mh -3,2 Resistencia de fila: 2,05 ohm -5

Inductancia de campo: 118mh -5 Resistencia de campo: 50ohm -5 diafonía -40DB

Distorsión: arriba, abajo, izquierda y derecha: 1 cuadrilátero trapezoidal: 2,5

Convergencia: arriba, abajo, izquierda y derecha: 0,4 Esquina 1,1

6 Línea de retardo de cromaticidad: hecha de vidrio acústico con retardo iso de coeficiente de temperatura cero y transductor piezoeléctrico PTZ.

Ejemplo: YJD-8 A0 Frecuencia: 4.433619mhz Retardo de fase: 63.943us

Ancho de banda: 3.63-5.23mhz Pérdida de inserción: 10db Tercera reflexión: 〉28db

Otros reflejos: >26 dB Temperatura de funcionamiento: -20—70 C

Resistencia de terminación: 390 ohmios Inductancia de terminación de entrada 5,6 uh

Inductancia de terminación de salida: 8,5 uh Aislamiento: >1 mohm

Revisión de diez años y perspectivas de los dispositivos inductores

La sucursal de dispositivos inductores se estableció en mayo de 1988. Incluidas empresas con diversos sistemas económicos, como empresas estatales, colectivas, de empresas conjuntas, por acciones y privadas. La unidad presidenta es la Fábrica No. 6 de Componentes de Radio de Changzhou, la unidad vicepresidenta es la Fábrica No. 898 de propiedad estatal de Nanjing y la Compañía de Cooperación de Radio Mingxin de Shanghai. Los productos de los miembros de la Rama de Dispositivos de Inductancia son principalmente componentes de bobinas, incluidos inductores fijos, transformadores de frecuencia intermedia, bobinas ajustables, bobinas con núcleo de aire, bobinas lineales y bobinas oscilantes horizontales. Los diez años transcurridos desde su establecimiento han sido los diez años en los que la gente de todo el país ha mantenido en alto la gran bandera de la teoría de Deng Xiaoping, ha seguido inquebrantablemente el camino de la reforma y la apertura y ha hecho la transición de una economía planificada a una economía de mercado. Al mismo tiempo, finales de la década de 1980 también fue un período en el que el país implementó sistemáticamente medidas de gobernanza y rectificación y políticas integrales de austeridad. Por lo tanto, todos los ámbitos de la vida en todo el país, incluida la industria de dispositivos inductores, enfrentan grandes oportunidades de desarrollo, pero al mismo tiempo también enfrentan una grave situación de escasez de fondos, aumento de los precios de las materias primas y débiles ventas en el mercado. Para sobrevivir en la feroz competencia del mercado, varias empresas han trabajado arduamente para ajustar la estructura de los productos, mejorar la calidad de los productos, desarrollar nuevos productos de alta tecnología, atraer inversión extranjera y buscar exportaciones. Después de diez años de reforma, la supervivencia de los más aptos se ha polarizado y la estructura de propiedad de las empresas del sector ha experimentado grandes cambios. Cuando se estableció la asociación en 1988, a excepción de dos empresas conjuntas, el resto de las 55 unidades miembros eran empresas de propiedad total o colectiva. Sin embargo, entre los miembros de la asociación después de la reorganización en 1997, empresas conjuntas y acciones conjuntas. Las empresas cooperativas representan actualmente el 10% del total, alrededor del 30%; esta proporción es mucho mayor si se incluyen las numerosas empresas de propiedad exclusiva y mixtas del Sur que no son miembros de la asociación.

Los componentes económicos de propiedad múltiple han inyectado gran vitalidad a la industria en los últimos diez años, aunque algunas empresas han sufrido pérdidas, se han fusionado e incluso han quebrado, un gran número de empresas ventajosas se han desarrollado rápidamente y el volumen económico total ha aumentado considerablemente. y la fuerza general de la industria de los inductores ha aumentado. Por ejemplo, la producción nacional total de inductores fijos fue de menos de 250 millones de unidades en 1988, pero alcanzó más de mil millones de unidades en 1997. La producción de transformadores de media frecuencia fue de alrededor de 150 millones de unidades en 1988 y superó los 800 millones de unidades en 1997, ambos con doblete.

Al mismo tiempo, el nivel general de la tecnología de dispositivos inductores y la gestión de calidad de mi país también ha mejorado enormemente, y los componentes inductores continúan desarrollándose hacia la miniaturización, la alta confiabilidad y el bajo costo. Dado que los productos han adoptado ampliamente estándares internacionales, se ha establecido y mejorado el sistema de garantía de calidad, y el número de unidades que han pasado la certificación del sistema de calidad ISO9000 y han obtenido los certificados ha aumentado año tras año. Los productos se han mejorado continuamente, no sólo para los televisores en color de marcas nacionales famosas y otros productos completos, sino que también se han equipado con máquinas de soporte y han sido reconocidos por empresas extranjeras reconocidas, lo que ha abierto canales de exportación.

Vale la pena mencionar que el nivel general de la tecnología de dispositivos inductores de mi país ha alcanzado dos niveles principales en los últimos diez años. En primer lugar, la introducción de la tecnología a finales de los 80 y principios de los 90 hizo que los métodos de producción de. dispositivos inductores más avanzados transformación integral; la otra es que los inductores de chips se han puesto en producción comercial y a gran escala en los últimos dos años.

A finales de la década de 1980, aprovechando la localización de los televisores en color y confiando en la política de reforma y apertura, algunas empresas tomaron la iniciativa en la introducción de tecnología y equipos de producción avanzados del extranjero o de Hong Kong y Taiwán. La asociación aprovechó la oportunidad y rápidamente organizó la comunicación dentro del sector. Primero, aprovechamos la oportunidad de celebrar la segunda reunión general de miembros para organizar una visita a la línea de producción importada de la Fábrica de Componentes de Radio No. 6 de Nantong. Este fue un buen comienzo para romper el aislamiento a largo plazo entre las unidades miembros de la industria. Después de eso, los intercambios entre pares se volvieron cada vez más activos y pronto se llevó a cabo en Changzhou la reunión de la rama "Reunión de intercambio sobre digestión y absorción de tecnología de introducción de dispositivos inductivos". Durante la reunión, se presentó la línea de introducción de la fábrica de componentes de radio número 6 de Changzhou. fue visitado. El contenido del intercambio profundizó en la tecnología de proceso específica y algunos temas sutiles que preocupan a los colegas. Estas actividades han desempeñado un papel importante en la promoción del intercambio de resultados importados, la promoción del progreso común en toda la industria y la mejora del nivel general de la tecnología de dispositivos inductores de mi país. Con la introducción de más unidades, los métodos de producción nacional de dispositivos de inductancia se han transformado completamente, la capacidad de producción ha mejorado considerablemente, se han ampliado las variedades y series de productos y se ha mejorado la calidad de los productos. En la actualidad, la producción de dispositivos de inductancia básicamente se ha deshecho del método de producción manual de estilo taller atrasado. Generalmente se utilizan máquinas bobinadoras automáticas o semiautomáticas para enrollar inductores fijos y se completa el ensamblaje de transformadores de frecuencia intermedia; en líneas de montaje automáticas; se han actualizado los instrumentos de prueba y muchas empresas han utilizado analizadores de impedancia y medidores Q. La variedad de productos aumenta y se desarrolla hacia la miniaturización y la alta gama. El ámbito de aplicación de los productos se ha ampliado. Además de seguir utilizándose en electrodomésticos como televisores y radiograbadores, los dispositivos inductivos han entrado ahora en los campos de la informática, las comunicaciones, la electrónica del automóvil y las lámparas de bajo consumo.

Junto con la introducción de tecnología, muchas empresas han renovado sus fábricas y talleres, y la apariencia de la fábrica ha mejorado enormemente. La introducción de tecnología también nos ha conectado con nuestros homólogos nacionales y extranjeros. A través de un extenso contacto amplió mis horizontes y me beneficié mucho.

SMC tiene una trayectoria de más de 20 años desde su nacimiento. El desarrollo de los componentes electrónicos hacia la miniaturización y el tipo de chip es una tendencia inevitable. En los últimos años, debido a diversas razones, como el mercado y la tecnología, el desarrollo de inductores de chips nacionales quedó muy por detrás de los componentes de chips RC. Aunque hace más de diez años prestamos mucha atención a las tendencias de desarrollo de los inductores de chips en el país y en el extranjero, la Red de información sobre dispositivos inductores había organizado investigaciones e intercambios en esta área antes del establecimiento de la asociación. Desde la década de 1980, unidades nacionales como el Noveno Instituto de Electrónica, el Séptimo Instituto de Electrónica, la Universidad de Tianjin y la Fábrica de Radio No. 6 de Shanghai han realizado investigaciones, producido muestras y publicado informes de desarrollo, pero ninguno de ellos se ha puesto en marcha. producción real. En los últimos dos años, la situación ha cambiado fundamentalmente. Actualmente se sabe que no menos de seis empresas han introducido líneas de producción de inductores de chips mediante empresas conjuntas o transformación técnica, tanto del tipo bobinado como laminado. Tiene una capacidad de producción anual de cientos de millones, esto no incluye los inductores de chips producidos por empresas comerciales extranjeras independientes en mi país.

Al mismo tiempo, muchas grandes empresas de renombre internacional han establecido fábricas en mi país para producir comunicaciones móviles y otros productos. Los componentes necesarios tienden a comprarse localmente, y el mercado interno de inductores de chips está tomando forma gradualmente. La producción comercial y a gran escala de inductores de chips marca un nuevo nivel en la tecnología de producción de inductores de China. Como industria que requiere mucha mano de obra, la producción de dispositivos inductores se está trasladando de los países desarrollados a los países en desarrollo. Se espera que el crecimiento de la producción y las ventas de dispositivos inductores de mi país sea mayor que el crecimiento mundial en los próximos diez años. Si se estima una tasa de crecimiento anual promedio del 6%, la producción de dispositivos inductores de mi país podría alcanzar entre 4.000 y 5.000 millones en 2010. Con los cambios en la estructura de los productos electrónicos, las principales aplicaciones de los dispositivos de inductancia en los próximos diez años pasarán de los productos de electrónica de consumo a los productos de tecnología de la información, como productos de comunicación, computadoras y sus periféricos, etc. Con la adopción a gran escala de la tecnología digital, se han planteado mayores requisitos para combatir las interferencias de ondas electromagnéticas. Por esta razón, se desarrollarán en gran medida resistencias y filtros que supriman las interferencias de ondas electromagnéticas.

En términos de formación de chips, la tasa de formación de chips de los componentes inductores de mi país fue de aproximadamente el 10% en 1997, y se espera que aumente entre el 30 y el 40% en los próximos diez años. Se estima que la demanda de inductores de chips alcanzará entre 1.600 y 2.000 millones. Al mismo tiempo, se mejorará aún más el rendimiento eléctrico de los inductores de chip y se reducirá aún más el tamaño del producto dominante de los inductores de chip laminados del tipo 2012 al tipo 1608. Otro aspecto de la miniaturización de componentes de inductancia es fabricar componentes de inductancia compuestos de chips, como combinarlos con condensadores para fabricar filtros LC, combinarlos con circuitos integrados para fabricar convertidores CC-CC, etc.

El mercado de componentes electrónicos se está globalizando cada vez más. La región de Asia y el Pacífico se ha convertido en el mayor mercado comercial de componentes electrónicos. Es una tendencia general que los dispositivos de inductancia ingresen al mercado internacional. En los próximos diez años, la industria de dispositivos inductores enfrentará buenas oportunidades de desarrollo y, al mismo tiempo, también tendrá que resistir una feroz competencia en la supervivencia del más fuerte. Se espera que la producción se concentre en unas pocas empresas grandes y que toda la industria de dispositivos inductores también se desarrolle aún más en la competencia.

Larga charla sobre inductancia y corriente alterna

Un joven electricista que acababa de incorporarse a la plantilla utilizó un multímetro para medir las tensiones en el tubo de la lámpara y el balastro cuando reparaba el circuito de Para su sorpresa, el voltaje en la lámpara era de 148 V y el voltaje en el balastro era de 166 V. La suma de los dos voltajes llegaba a 314 V, ¡que era 94 V más alto que el voltaje de la fuente de alimentación de 220 V! Él vino a mí y me pidió que lo ayudara a resolver este misterio. Mi respuesta es: este es un fenómeno normal en los circuitos de CA. Para obtener la respuesta a la pregunta, debemos comenzar con los circuitos de CA que contienen inductores.

Circuito de CA con carga resistiva pura

Se pueden considerar tubos de lámparas fluorescentes, bombillas incandescentes, estufas eléctricas, soldadores eléctricos, calentadores de agua eléctricos, etc. conectados al circuito de CA. La carga resistiva pura está representada por R en el diagrama del circuito (Figura 2).

Si el voltaje CA sinusoidal aplicado a una carga puramente resistiva es u=Umsin ωt

Bajo el impulso del voltaje, una corriente CA sinusoidal fluirá a través de la resistencia. Según la ley de Ohm

En la fórmula, el valor máximo Im de la corriente es

Se puede observar que la tensión u y la corriente i son cantidades sinusoidales con la misma frecuencia y la misma fase. La Figura 3 muestra las formas de onda y los diagramas vectoriales de voltaje y corriente en un circuito de CA puramente resistivo.

Si los valores máximos de voltaje y corriente se convierten en valores efectivos, entonces

Esta es la ley de Ohm para un circuito de CA de resistencia pura.

Las resistencias son componentes consumidores de energía que convierten la energía eléctrica que consumen en energía térmica cuando la corriente pasa a través de ellos. Según la fórmula para calcular la potencia eléctrica, la potencia instantánea sobre la carga es p=ui

Multiplicando la tensión u y la corriente i en cada instante se puede trazar la curva de potencia (Figura 4). Es fácil ver en la curva que la potencia promedio en una carga resistiva es el voltaje y la corriente en un inductor puro que están desfasados.

En física, todo el mundo ya ha aprendido sobre el efecto magnético de actual. Cuando una corriente eléctrica pasa a través de una bobina inductora, la corriente eléctrica generará un campo magnético y las líneas del campo magnético pasarán a través de la bobina. Cuando la corriente cambia, las líneas de fuerza magnéticas a través de la bobina de la cadena también cambian. Según el principio de inducción electromagnética, las líneas cambiantes del campo magnético cortarán los cables de la bobina y generarán una fuerza electromotriz inducida en la bobina.

Este fenómeno de fuerza electromotriz inducida en la propia bobina debido a cambios en la propia corriente de la bobina se denomina autoinducción. La fuerza electromotriz inducida generada por la autoinducción se llama fuerza electromotriz autoinducida, representada por el símbolo eL. Obviamente, la autoinducción es una respuesta inevitable a los cambios de corriente en la bobina inductora. Cuanto mayor es la velocidad del cambio de corriente (es decir, el cambio de corriente Δi dentro de la unidad de tiempo Δt), mayor es la fuerza electromotriz de autoinducción eL. eL es proporcional a

Δi/Δt. La fuerza electromotriz autoinducida tiene la propiedad de resistir cambios en la corriente. Cuando la corriente cambia de pequeña a grande, la dirección de la fuerza electromotriz autoinducida es opuesta a la de la corriente, lo que dificulta el aumento de la corriente cuando la corriente cambia de grande a pequeña, la dirección de la autoinducida; La fuerza electromotriz es la misma que la de la corriente, lo que dificulta la disminución de la corriente. Esto significa que la fuerza electromotriz autoinducida es una resistencia especial a los cambios de corriente en la bobina.

En un circuito de CA sinusoidal, la corriente que fluye a través de la bobina inductora cambia en cada momento, por lo que hay una fuerza electromotriz autoinducida que actúa sobre la bobina en cada momento. Dibujamos el diagrama de forma de onda de la corriente sinusoidal (Figura 6) y dividimos un ciclo de la corriente sinusoidal en muchos períodos de tiempo iguales

Δt. Se puede observar que en cada período de tiempo, los cambios en las corrientes Δi1, Δi2...Δi5 son diferentes. No es difícil ver que en el momento en que la corriente cambia para acercarse a cero, Δi/Δt es la mayor, y la fuerza electromotriz autoinducida eL también alcanza el valor máximo en el momento en que la corriente cambia para acercarse al valor máximo, Δi/; Δt se acerca a cero y la fuerza electromotriz autoinducida eL también alcanza un valor cero. En el primer cuarto de ciclo, la corriente aumenta continuamente desde cero hasta el valor máximo, y la fuerza electromotriz autoinducida está en la dirección opuesta a la corriente; en el segundo cuarto de ciclo, la corriente cambia continuamente desde el valor máximo a cero. y la fuerza electromotriz autoinducida está en la dirección opuesta a la corriente. La fuerza electromotriz inducida está en la misma dirección que la corriente. A partir de esto, se puede obtener el diagrama de forma de onda de la corriente i y la fuerza electromotriz autoinducida eL (Figura 7). Para hacer que la corriente fluya a través de la bobina inductora, el voltaje externo u debe ser igual en magnitud y de dirección opuesta a la fuerza electromotriz autoinducida eL. De esta forma se obtiene el diagrama de forma de onda del voltaje u. Se puede ver en el diagrama de forma de onda que en un circuito de CA con una carga puramente inductiva, la tensión u adelanta a la corriente i 90° en fase. De acuerdo con la relación de fases anterior, se pueden dibujar sus diagramas vectoriales.

La resistencia que presenta la fuerza electromotriz autoinducida eL a la corriente sinusoidal se llama reactancia inductiva, representada por XL, y la unidad es ohmios (Ω). Según la derivación teórica, la fórmula para calcular la reactancia inductiva es XL=2πfL (Ω)

En la fórmula, L es la inductancia de la bobina y la unidad es Henry (H). Cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será la inductancia y mayor será la reactancia inductiva XL. Por lo tanto, se puede escribir la fórmula de la ley de Ohm para un circuito de CA de inductancia pura

Por qué una bobina de inductancia pura no consume energía

Para poder analizar la potencia eléctrica de una inductancia pura Circuito de CA, volvemos a dibujar el voltaje u y el diagrama de forma de onda de la corriente i. Según la fórmula de cálculo de potencia instantánea p=ui, se puede dibujar la curva del valor instantáneo de potencia. En el primer y tercer cuarto de ciclo, el voltaje u y la corriente i están en la misma dirección, por lo que la potencia p es positiva; en el segundo y cuarto cuarto de ciclo, el voltaje u y la corriente i están en dirección opuesta. entonces la potencia p es negativa. ¿Qué representan los valores positivos y negativos de la potencia instantánea p? Cuando p es un valor positivo, el inductor absorbe potencia de la fuente de alimentación y la almacena en el campo magnético de la bobina cuando p es un valor negativo; El inductor libera la energía almacenada a la fuente de alimentación. De esta forma, la potencia media consumida por el inductor en un ciclo es p=0. Aunque no consume energía, ocupa una parte de la potencia de la fuente de alimentación. Esta parte de la potencia viaja alternativamente entre la fuente de alimentación y la carga sin realizar ningún trabajo útil. se llama potencia reactiva, representada por Q, y la unidad es v. Er (var), su fórmula de cálculo es

Q=UI=I 2XL (var)

Circuito de CA con resistencia e inductancia en serie

En la resistencia R En un circuito de CA conectado en serie con el inductor L, la tensión de alimentación u es igual a la suma de la caída de tensión de la resistencia uR y la caída de tensión del inductor uL, es decir,

u=uR uL

Según la fase obtenida anteriormente Relación, la caída de voltaje de la resistencia uR está en la misma fase que la corriente i, y la caída de voltaje del inductor uL conduce la corriente en 90°, por lo que se puede dibujar un diagrama vectorial. Después de la suma de los vectores de UR y UL, se obtiene el vector de la tensión aplicada U. En el diagrama vectorial, las cantidades sinusoidales representadas por vectores se expresan como I, U, UR y UL.

Como puede verse en la Figura 11, U, UR y UL forman exactamente un triángulo rectángulo. Si este triángulo rectángulo se dibuja por separado, sus tres lados ya no son vectores, sino los valores efectivos de los voltajes sinusoidales U. , UR y UL, a menudo llamado triángulo de voltaje. De la figura, podemos obtener la relación entre la caída de voltaje de la resistencia UR y la caída de voltaje del inductor UL en el circuito de CA donde la resistencia y el inductor están conectados en serie, el voltaje de la fuente de alimentación U, es decir,

Hasta ahora, en el circuito de lámpara fluorescente propuesto al principio de este artículo, el voltaje de la lámpara UR= 148V, el voltaje del balastro UL=166V, calculado según la fórmula anterior

Es exactamente igual al voltaje de alimentación 220V, y se obtiene la respuesta a la pregunta.

En el triángulo de voltaje, el voltaje de cada parte se puede escribir como UR=IR, UL=IXL, por lo que

se escribe en forma de ley de Ohm

En la fórmula, la Resistencia R es la resistencia a la corriente cuando se conecta en serie con la inductancia XL.

Energía eléctrica en circuitos de CA

Multiplicando cada lado del triángulo de tensión del circuito en serie R-L por la corriente I, se obtiene el triángulo de potencia. La potencia consumida en la resistencia es URI, que se denomina potencia activa P. La potencia ocupada por el inductor es ULI, que se denomina potencia reactiva Q. La potencia total del circuito de alimentación es UI, que se denomina potencia aparente S ( unidad: voltamperio, Expresado en VA), la relación entre ellos es

Se puede obtener del triángulo de voltaje

P=S cosφ=UIcosφ

En la fórmula, cosφ=P/ S, llamado factor de potencia, es un indicador importante que caracteriza el consumo de energía de los circuitos de CA.