Impara come funziona l’induttore con il simulatore interattivo

Autore: Luciano Guida, Automation Engineer.
Data aggiornamento: luglio 2026.

Benvenuto sul mio sito, oggi facciamo pratica con uno dei componenti più utilizzati nell’elettronica moderna: l’induttore. Utilizzando un simulatore, impareremo come variando la grandezza di questo componente, e altri parametri, si possa trovare la combinazione ottimale per creare un circuito alimentatore stabilizzato, come quello impiegato nei caricatori di batteria dello smartphone.

Ti sei mai chiesto cosa succeda esattamente dentro il caricatore del tuo telefono? La presa di casa fornisce un'energia elettrica "potente" e instabile, dato che parliamo di alimentazione a 230V in corrente alternata, mentre la batteria del tuo smartphone ha bisogno di un flusso più tenue, costante e super controllato.

Uno dei componenti chiave di questo tipo di apparecchiatura lo abbiamo conosciuto nell’articolo sugli induttori, oggi invece voglio farti fare un esperimento pratico: useremo un simulatore interattivo per farti diventare, per cinque minuti, il progettista del tuo stesso caricabatterie.

1. Breve introduzione all’induttore.

Il componente più importante di un caricabatterie moderno si chiama induttore, nel simulatore è rappresentato come una bobina costituita da una serie di spire di rame.

Quando l’energia elettrica attraversa le spire, questa viene immagazzinata sotto forma di magnetismo; viceversa quando scolleghiamo l’alimentazione dell’induttore, esso restituisce l’energia immagazzinata, trasformandola in energia elettrica.

L’alternanza di accensione e spegnimento a una frequenza adeguata, abbinata al corretto dimensionamento dell’induttore, permette di fornire in uscita dall’alimentatore un flusso di corrente continuo, con “sbalzi” piccolissimi; questi sbalzi si chiamano ripple.

2. Sperimentiamo con il simulatore di induttore.

Per capire come trovare il bilanciamento perfetto tra dimensione induttore e frequenza, facciamo qualche prova pratica muovendo i cursori del simulatore.

a) Proviamo a impostare una bobina piccola attraverso il primo slider (dimensione dell'induttore), lo portiamo quasi al minimo.

Il display mostrerà una forma d’onda della corrente in uscita molto a zig-zag, questo perché una bobina piccola immagazzina e rilascia energia troppo in fretta. In questa condizione il caricabatteria produce molto calore che porta a un dispendio inutile di energia, oltre che a un possibile danneggiamento del telefono.

b) Aumentiamo la dimensione dell'induttore, e notiamo che la rappresentazione della corrente in uscita sullo schermo si appiattisce, diventando quasi una linea retta.

Il flusso ora è molto più stabile, tuttavia se utilizziamo un induttore troppo grande, il dispendio di energia sarà ancora alto, dato che la corrente deve attraversare un numero di spire di rame molto maggiore.

c) Lasciamo la bobina a una dimensione media e aumentiamo al massimo la frequenza (la velocità con cui l'interruttore si accende e si spegne). Notiamo che la corrente diventa subito dritta e stabile, però la temperatura ricomincia a salire.

Lo switching ad alta frequenza richiede notevole lavoro, anche questo lavoro genera calore.

3. Preset ottimali di grandezza induttore e frequenza di swithcing.

Nel mondo reale, chi progetta la tecnologia non può semplicemente agire casualmente sui parametri: se creiamo un caricabatterie con una bobina enorme, sarà super efficiente ma diventerà grande come un mattone e costerà troppo; se lo facciamo troppo piccolo, scotterà così tanto da fondere la plastica.

Utilizzando il simulatore, dovremo agire sulle tre variabili cercando di trovare il punto di equilibrio perfetto per ottenere il massimo dell'efficienza, mantenendo il caricabatterie fresco e la corrente stabile.

A proposito: è bene sottolineare che questo simulatore ha uno scopo puramente didattico, e i valori utilizzati nei nostri esempi sono solo a titolo esemplificativo. Nella realtà il dimensionamento dei circuiti richiede di considerare molte altre variabili, oltre che una precisione nei calcoli maggiore.

Per aiutarci nel compito di trovare la combinazione perfetta, ho predisposto tre presets, li vediamo nella prossima immagine.

3.1. Descrizione dei presets di dimensione induttore, frequenza di commutazione e corrente erogata.

a) Configurazione bilanciata: induttore a 47 microHenry, frequenza a 200 kiloHertz, corrente a 2 Ampere.

Risultati: efficienza del 95.9%, temperatura di 28 gradi, ripple di 0.24 Ampere, Ricarica in 120 minuti.

Questo rappresenta il compromesso ideale tra costi, dimensioni e prestazioni.

b) Configurazione ad alta efficienza: induttore da 100 microHenry, frequenza di 150 kiloHertz, corrente di 1.0 Ampere.

Risultati: efficienza del 96.2%, temperatura di 25 gradi, ripple di 0.15 Ampere, ricarica in 240 minuti.

Una bobina grande e pochi cicli di accensione garantiscono la minima perdita di energia e la massima pulizia del flusso, con una ricarica più lenta.

c) Configurazione a ricarica rapida: induttore da 33 microHenry, frequenza di 400 kiloHertz, corrente di 2.5 Ampere.

Risultati: efficienza al 95.2%, temperatura di 31 gradi, ripple di 0.17 Ampere, ricarica in 96 minuti.

La bobina piccola e l'alta frequenza riducono il tempo a circa un'ora e mezza, restando nei parametri ottimali ma vicino al limite termico.

Ecco di seguito il tool per la simulazione,

IMPARIAMO COME FUNZIONA L'INDUTTORE CON IL SIMULATORE

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