Ilmainduktoreina

Ilmainduktoreina tarkoitetaan induktoreita, joiden magneettinen polku muodostuu pääosin ilmasta ilman magneettista ydintä. Niiden induktanssi määräytyy käämin geometrian ja kierrosten määrän mukaan, eikä siihen vaikuta magnetoituvan aineen saturaatio tai hysteresis.

Rakenne ja tyypit voivat vaihdella. Yleisin muoto on piehtaroiva tai solenoidiin rakennettu käämi, joka on valmistettu eristetyistä kuparilangasta. Myös planarina eli pintavissa olevina spiraaleina suunnitellut ilmainduktorit sekä PCB-pohjaiset ilmaraidat ovat yleisiä RF-sovelluksissa. Koska ydinmateriaalia ei käytetä, ei ole magneettikenttäperäisiä hysteresi-häviöitä, mikä mahdollistaa vakaamman ja lineaarisemman käyttäytymisen.

Induktanssin perusperiaate voidaan hahmottaa likimääräisesti: L ∝ N^2 μ0 A / l, missä N on kierrosten määrä, A on käämin poikkipinta-ala ja l on käämin mitta. Koska ilma on ainoa magneettinen polku, induktanssi on erittäin riippuvainen käämin geometriasta. Ominaisuuksiin kuuluu usein korkea Q-kerroin RF-alueella, mutta käämin sRaidecapacitanssit rajoittavat käytettävyyttä ja määrittävät itsresonanssifrekvenssin (self-resonant frequency, SRF).

Edut ja rajoitukset. Ilmainduktorit aiheuttavat vähän magneettisia häviöitä, saturaatiota eikä lämpötilariippuvaista hysteresiä, mikä tekee niistä sopivia korkeakohtaisiin RF-käyttöihin ja tarkkoihin säätöihin. Haittapuolena on suurempi tilantarve tason saavuttamiseksi kuin feromoottoristen ydininduktoreiden tapauksessa; lisäksi ne kärsivät kytkentäkiinnityksistä ja epäparasiteista, kuten johtimen resistanssista ja kytketystä kapasitanssista, jotka rajoittavat SRF:n ja siirtokapasiteetin hallintaa.

Sovellukset ulottuvat RF- ja telekommunikaatioon, oskillaattoreihin, filttien ja impedanssimuokkauksien verkkoihin, joissa korkea Q ja magnetoitumaton toimintakyky ovat etuja. Suunnittelussa kiinnitetään huomiota L- ja Q-tavoitteisiin, sekä SRF:ään, jotta kytkentä ja taajuusalue vastaavat sovellusta.