Bobine con nucleo
Se un materiale magnetico viene posto nel campo magnetico di una bobina, la densità di flusso magnetico (B) cambia. Sotto l'influenza del campo magnetico, i "dipoli magnetici" presenti nel materiale si orientano nella direzione del campo e aumentano la densità di flusso magnetico e quindi anche l'induttanza della bobina. L'aumento dell'induttanza dipende sia dal materiale utilizzato per il nucleo che dalla sua struttura.
Nelle cosiddette bobine a nucleo, un corpo costituito da un materiale con proprietà magnetiche, il nucleo, si trova nel campo magnetico della bobina. Il nucleo amplifica il campo magnetico e quindi aumenta l'induttanza della bobina. A seconda del design del nucleo, l'induttanza può essere aumentata di molte volte (fattori da 3 a >100) rispetto alla bobina con nucleo in aria. La bobina a nucleo ha una resistenza ohmica inferiore o un design più piccolo rispetto alla bobina con nucleo in aria, in quanto per ottenere la stessa induttanza è necessario applicare all'avvolgimento un numero inferiore di spire o un filo più sottile. Uno svantaggio della bobina a nucleo è la sua limitata capacità di trasporto di corrente. Non si tratta della capacità di carico elettrico dell'avvolgimento in rame, la cui capacità di carico è data dalla sezione trasversale del filo di rame, ma di fenomeni di saturazione nel materiale del nucleo: a differenza della bobina con nucleo in aria, in cui il campo magnetico diventa tanto più forte quanto maggiore è la corrente nella bobina (relazione lineare), nelle bobine con nucleo esiste un punto in cui il campo magnetico non aumenta più nella stessa misura nonostante l'aumento della corrente. Questo comportamento è chiamato saturazione. Il disimpegno nell'intervallo di saturazione è associato a un comportamento non lineare della bobina e causa distorsioni che si verificano nell'intervallo di potenza più elevato. I limiti di saturazione possono essere analizzati misurando il fattore di distorsione quando si aumenta la corrente attraverso la bobina. Se il fattore di distorsione aumenta bruscamente, il campo di saturazione è stato raggiunto. Una bobina con nucleo in aria non presenta tali distorsioni a causa della sua struttura. Il comportamento di saturazione di una bobina a nucleo è determinato dal materiale del nucleo, dalla struttura e dalla sezione del nucleo.
