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CALCOLO PRATICO PER INDUTTANZE DI FILTRO
© by Vittorio Crapella - i2viu

Volendo realizzare un'induttanza di filtro, per alimentatori, su nucleo di lamierini ferro-silicio e conoscendo il valore di L in Henry e la corrente I in Ampere, si calcola il prodotto L x I e si determina mediante il grafico 1 la sezione Sn del nucleo.

Il lamierino andrà scelto in modo da avere una sezione Sn di forma quadrata cioè:

           

Trovato il lamierino adeguato conoscerò le dimensioni C, D, E e pertanto potrò trovare la lunghezza media del circuito magnetico.

VEDI TABELLA

Lm (cm) = 2(E+D+C)

Il volume complessivo del ferro sarà dato da:

Vol (cm³) = Lm x Sn

Calcolando prima e poi tramite il GRAF. 2 trovo il valore di X che mi permetterà di determinare il numero di spire da avvolgere.

 

Mediante il GRAF. 3 , sempre conoscendo , si determina che ci permetterà di trovare lo spessore del traferro

(cm)

A proposito di traferro va tenuto presente quanto si osserva nel seguente grafico

con traferro grande l'induttanza tende a rimanere costante

Il diametro del filo di rame smaltato per realizzare l'avvolgimento si può determinare :

Utilizzando un coefficiente di stipamento pari a 2,5 si può determinare l'ingombro totale dell'avvolgimento per verificare se potrà essere contenuto nella finestra di dimensioni D x E.

Ingombro = 2,5 Nsp d² (mm²)

Se l'ingombro é > di D x E bisogna scegliere un lamierino di dimensioni maggiori e ripetere i calcoli; se l'ingombro é << di D x E conviene scegliere un lamierino più piccolo.

La lunghezza del filo dell'intero avvolgimento sarà:

sarà pertanto la resistenza del filo

La caduta di tensione ai capi dell'induttanza L sarà : V = Rf x I

TABELLA - DIMENSIONI - LAMIERINI - UNIFICATI - UNEL

A (mm)

B (mm)

C (mm)

D (mm)

E (mm)

30

36

12

6

18

35

42

14

7

21

40

48

16

8

24

45

54

18

9

27

50

60

20

10

30

55

66

22

11

33

62,5

75

25

12,5

37,5

70

84

28

14

42

80

96

32

16

48

90

108

36

18

54

100

120

40

20

60

112,5

135

45

22,5

67,5

125

150

50

25

75

ESEMPIO

Si vuole una induttanza da 3 H per una corrente di 100 mA

Dispongo di un lamierino con A=45 mm - B=54 mm - C=18 mm - D=9 mm - E=27 mm

Calcolo L · I = 3 · 0,1= 0,3 che cercato sul grafico 1 mi determina la sezione del nucleo Sn=3,5 cm²

Calcolo l'altezza del pacco lamellare h= Sn/C = 3,5/1,8=1,94 cm pari a circa 19 mm (si ha una sezione di forma praticamente quadrata come consigliata).

Calcolo la lunghezza del circuito magnetico Lm= 2(C+D+E)= 2(18+9+27)= 108 mm = 10,8 cm

Calcolo il volume del ferro Vol=Lm · Sn = 10,8 · 3,5 = 37,8 cm³

Calcolo L · I / Vol = 3 · 0,1² / 37,8 = 0,000794 = 7,94 · che dal grafico 2

mi permette di trovare X = 13,8

Calcolo il numero complessivo delle spire da avvolgere Nsp = X · Lm / I = 13,8 · 10,8 / 0,1 = 1490

Dal grafico 3 trovo il valore di = 17 · per il calcolo del traferro

tr = Lm · / 2 = 10,8 · 17 · / 2 = 91,8 · = 0,092 cm circa 1 mm

Calcolo diametro del filo smaltato df = 0,77 · radice quad. 0,1 = 0,24 mm

Calcolo l'ingombro totale dell'avvolgimento

Ing. = 2,5 · Nsp · df ²= 2,5 · 1490 · 0,24² = 214,5 mm circa 2,14 cm²

Verifichiamo se D · E può contenere l'ingombro delle spire D · E = 9 · 27 = 243 mm² = 2,43 cm²

Si può confermare che il lamierino utilizzato é di dimensioni adeguate.

Calcolo la lunghezza del filo Lf = Nsp · 4 (C+D) = 1490 · 4 (19 +9) = 160920 mm = 161 m

La resistenza del filo sarà :

Rf = 0,017 · 4 · Lf / (df ² · ¶ ) = 0,017 · 4 · 161 / (0,24² · 3,14) = 60,5 Ohm

La caduta di tensione ai capi dell'induttanza sarà V = R · I = 60,5 · 0,1 = 6 V
 


Può capitare di dover realizzare certe induttanze di valore alto sia come H che come corrente I che portano  fuori dai paramenti del grafico 2
Si può allora valutare di usufruire di un  lamierino con relativa tabella (di Scuola Radio Elettra anni '60) con i dati già calcolati:

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