O que é um indutor de núcleo de ar?

Nos circuitos elétricos alternados, a tensão altera a polaridade em até 60 vezes por segundo, com cada terminal mudando de positivo para negativo e vice-versa. Normalmente, essas rápidas mudanças de tensão produziriam flutuações de energia. Um indutor é um componente que produz um campo eletromagnético em resposta à corrente elétrica que flui através de um fio enrolado. A força de um indutor depende da corrente aplicada, do núcleo do indutor e do número de voltas na bobina de arame que forma o indutor. Um indutor de núcleo de ar é uma bobina de fio sem núcleo sólido dentro da bobina.

O ar tem uma baixa condutividade elétrica e, portanto, produz o mais fraco de todos os campos magnéticos em oposição ao fluxo de corrente. A fórmula para indutância de um indutor de núcleo de ar de camada única pode ser expressa como d ² n ² / 18d + 40z. D representa o diâmetro da bobina, n representa o número de voltas na bobina e z representa o comprimento do indutor. Todas as unidades são expressas em polegadas. A indutância é medida em micro-hélices, ou μH.

Uma das maiores vantagens de um indutor de núcleo de ar é a perda mínima de sinal que ocorre em forças de campo magnético mais altas. Com núcleos ferromagnéticos, como o ferro, o núcleo pode ficar magneticamente saturado quando o campo magnético é muito forte. Isso leva a uma perda de indutância, mas um indutor de núcleo de ar não tem esse problema. Um indutor de núcleo de ar pode transportar frequências eletromagnéticas de até 1 GHz, mas os indutores de núcleo ferromagnético tendem a sofrer perdas quando a frequência excede 100 MHz.

Também existem desvantagens inerentes aos indutores de núcleo de ar: a principal desvantagem é o número de voltas em uma bobina necessária para obter a mesma indutância que ocorreria em um indutor de núcleo sólido. A baixa condutividade elétrica do ar se traduz em baixa permeabilidade magnética e, portanto, menor indutância. Eles também captam e transferem interferências eletromagnéticas com mais facilidade porque não há caminhos magnéticos fechados nos indutores do núcleo de ar.

Os transmissores de rádio fazem o melhor uso dos indutores do núcleo de ar para minimizar as vibrações harmônicas resultantes das ondas eletromagnéticas que viajam através deles. Os alto-falantes estéreo de alta fidelidade também os incluem para garantir a mínima distorção do som. Os indutores de núcleo de ar menores são vistos nas placas de circuito impresso para componentes eletrônicos, porque geralmente existem baixas voltagens e baixas correntes viajando ao longo desses caminhos.