Закрыть

Катушки индуктивности виды и типы: Страница не найдена | Практическая электроника

Содержание

Типы катушек индуктивности

Катушкой индуктивности называется пассивный компонент, представляющий собой деталь имеющую обмотку в виде изолированной спирали, которая обладает свойством способным концентрировать переменное магнитное поле. Катушки индуктивности, в отличие от унифицированных резисторов и конденсаторов, являются нестандартными изделиями, а их конфигурация определяется из расчёта на определённое устройство.

Катушки индуктивности обладают характерными параметрами такими как: собственная емкость, добротность, индуктивность и температурная стабильность.

Величина индуктивности катушки прямо пропорциональна габаритным размерам и числу её витков. Индуктивность также зависит от материала сердечника устанавливаемого в катушку и применяемого экрана.

Катушка индуктивности без отводов

Катушка индуктивности с отводами

Вводя в катушку индуктивности стержень, который может быть изготовлен из, феррита, магнетита, железа и т. д. ее индуктивность

заметно увеличивается. Подобное свойство позволяет уменьшить общее количество витков катушки и получить требуемую индуктивность. Индуктивность катушки можно регулировать поворотом резьбового сердечника.

В диапазоне коротких волн ( KB ) и ультра коротких волн ( УКВ ) используются катушки с относительно малой индуктивностью. В таких катушках монтируются латунные или алюминиевые сердечники, которые позволяют регулировать индуктивность в пределах плюс минус пяти процентов.

На величину активного сопротивления влияет сопротивление самой обмотки катушки и сопротивлением, из-за потерь электрической энергии в каркасе, сердечнике, экране. Чем меньше величина активного сопротивление, тем выше добротность катушки, а следовательно и ее качество.

Катушка индуктивности магнитодиэлектрическим сердечником

Катушка индуктивности с ферритовым и ферромагнитным сердечником

Индуктивность с диамагнитным сердечником (медь, алюминий, латунь)

Витки катушки, зачастую разделяются слоем изоляции, и тем самым образуют элементарный конденсатор, обладающий некоторой емкостью.

Между отдельными слоями многослойных катушек индуктивности неизбежно образуется ёмкость. Из этого следует, что помимо индуктивности, катушки обладают некоторой емкостной величиной. Наличие собственной емкости катушки является нежелательным фактором, и ее, как правило, стараются уменьшить. Для этих целей используются различные конструкции форм каркасов катушек и специальные технологии намотки провода.

Катушки индуктивности, как правило, наматываются медным проводником, покрытым эмалевой или эмалево-шелковой изоляцией. В случае если требуется намотать катушки для ( ДВ ) длинноволнового и ( СВ ) средневолнового диапазонов используют одножильные проводники типов ПЭЛШО, ПЭЛШД, ПЭЛ, ПЭТ и др. а для ( KB ) коротковолнового и ( УКВ ) ультракоротковолнового диапазонов обычно наматывают проводники одножильного сечения типов ПЭЛ, ПЭЛУ, ПЭТ и др.

Технология намотки катушек индуктивности может быть различного исполнения. Имеется несколько наиболее распространённых способов укладки провода, это может быть сплошная намотка или с шагом, намотка навалом, а так же типа «универсаль».

Намотка в один слой применяется для изготовления катушек, которые работают в диапазоне коротких и ультракоротких волн. Как правило, индуктивность подобных катушек составляет от нескольких десятков до 500 мкГ. Каркас однослойных катушек имеет цилиндрическую форму и изготовляется из разнообразных материалов с диэлектрическими свойствами.

В случае если требуется получить достаточно большую индуктивность катушки( свыше 500 мкГ), оставляя её минимальные размерные параметры, применяют намотку несколькими слоями. Подобные катушки имеют большую внутреннюю емкость и для ее уменьшения провод укладывают в навал или типа «универсаль».

Катушка с изменяющейся индуктивностью

Катушка с подстройкой

Экранированная индуктивность

Дроссель

Дроссель, это та же катушка индуктивности, которая обладает большим сопротивлением переменному и малым сопротивлением постоянному току.

Дроссели используются в качестве электронных компонентов в различных электротехнических и радиотехнических приборах и устройствах.

В радиоэлектронной аппаратуре применяются высокочастотные и низкочастотные дроссели. Дроссели изготовляют с однослойной навивкой, или укладкой проволоки типа «универсаль». Дроссели так же наматываются по секциям, чтобы уменьшить собственную емкость.

Обозначение дросселей на принципиальных схемах производится аналогично катушкам индуктивности и выглядит в виде четырех полуокружностей соединенных между собой.

Сердечники катушек индуктивности - выбор материала и формы

Автор: Mark A. Swihart, Менеджер отдела прикладной техники Magnetics Inc, отделение Spang&Co. Питтсбург, Пенсильвания, США.

Резюме: Внимательное рассмотрение характеристик силовых катушек индуктивности часто является ключевым фактором успешного конструирования компактных и экономичных преобразователей с высоким к.

п.д. Во многих вариантах применения катушек индуктивности порошковые сердечники обладают явными преимуществами в сравнении с сердечниками, изготовленными из других материалов – таких, как ферриты или стальные ламинаты. В распоряжении разработчика имеется множество вариантов выбора материала и формы порошкового сердечника, каждый из которых является выбором компромисса по таким характеристикам, как величина потерь, стоимость, габариты и простота намотки. Кроме того, при изменении критериев конструирования изменяется комбинация преимуществ и недостатков каждого из материалов для порошкового сердечника. Понимание этих преимуществ и недостатков необходимо для осуществления правильного выбора.

Катушка индуктивности является устройством, фильтрующим ток. Создавая препятствия прохождению тока, фильтрующая катушка индуктивности фактически накапливает электрическую энергию по мере того, как переменный ток нарастает в каждом цикле, и высвобождает данную энергию, когда ток спадает до минимума.

В силовых катушках индуктивности требуется наличие воздушного зазора внутри конструкции сердечника. Назначение воздушного зазора состоит в накапливании энергии и в предотвращении насыщения сердечника при нахождении его под нагрузкой. В иной формулировке, назначение воздушного зазора состоит в том, чтобы уменьшать и регулировать эффективную магнитную проницаемость магнитной конструкции. Поскольку μ = B/H, то уменьшение μ означает увеличение H (то есть, рост электрического тока), который поддерживается при уровне B, меньшем максимально допустимого значения магнитной индукции (Bsat), являющегося внутренней (природной) характеристикой заданного магнитного материала.

Существует общее ограничение, связанное с узкими пределами изменений индукции насыщения Bsat. Физика мягких магнитных материалов такова, что значение Bsat материалов, доступных на современном рынке, составляет примерно от 0,3T до 1,8T. В наиболее экзотичном имеющемся материале, каковым является сплав кобальта – железа – ванадия (супермендюр), это значение достигает 2,2T.

Более высокие значения не существуют.

Воздушный зазор в силовых катушках индуктивности может быть распределенным или дискретным. Распределенные зазоры создаются в порошковых сердечниках. На микроскопическом уровне, гранулы порошка магнитного сплава отделяются одна от другой посредством изоляции связующим веществом или посредством высокотемпературной изоляции покрытия каждой гранулы. (Это не относится к уровню магнитных доменов; домены имеют размеры намного меньше размеров гранул порошкового сердечника). Распределение зазора по всей конструкции порошкового сердечника служит двум основным целям: (1) устраняются недостатки конструкции с дискретным зазором, каковыми являются резкое насыщение, краевые потери и электромагнитные помехи (EMI), и (2) регулируются потери от вихревых токов до такой степени, при которой сплавы с повышенным значением Bsat могут быть использованы на относительно высоких частотах, несмотря на относительно низкое значение объемного удельного сопротивления в сплаве.

Дискретные зазоры используются главным образом в ферритовых сердечниках. Основным функциональным преимуществом феррита являются низкие потери по переменному току в сердечниках при работе на высокой частоте, что объясняется более высоким удельным сопротивлением в керамическом материале по сравнению с металлическими сплавами. Ферриты находятся на нижнем конце существующей области значений B

sat, и они существенно смещаются в сторону дальнейшего понижения Bsat при повышении температуры. Конструкция с дискретным зазором приводит к созданию катушки индуктивности, в которой достигается точка резкого насыщения и при этом требуется большая габаритная высота в конструкции. Дискретные зазоры приводят также к получению катушек индуктивности, которые уязвимы к потерям от вихревых токов в обмотке вследствие краевого эффекта и имеют тенденцию к генерации электромагнитных помех (EMI). Дискретные зазоры используются также в аморфных и нанокристаллических ленточных сердечниках с ориентацией потока вдоль волокна, имеющих улучшенные показатели потерь по переменному току в сравнении с порошковыми сердечниками, но зачастую более дорогостоящих.

Разработчик катушки индуктивности должен выполнять требования по накапливанию энергии (величине индуктивности) и одновременно учитывать требования к суммарным потерям, рабочему объему, стоимости, электромагнитным помехам, температурным характеристикам, надежности и устойчивости к отказам.

Во многих случаях порошковые сердечники обладают явными преимуществами. При этом разработчик имеет множество вариантов выбора среди имеющихся порошковых сердечников.

Сердечники MPP (из мо-пермаллоевого (Molypermalloy) порошка) представляют собой тороидальные сердечники с распределенным воздушным зазором, изготавливаемые из порошкового материала, являющегося сплавом никеля, железа и молибдена. MPP обеспечивает самые низкие потери в сердечнике по сравнению с другими материалами для порошкового сердечника, но сердечники из данного сплава являются при этом самыми дорогостоящими ввиду высоких затрат на технологическую обработку и по причине 80-процентного содержания никеля в сплаве. Тороидальные сердечники из MPP выпускаются с наружными диаметрами от 3,5 мм до 125 мм.

Сердечники High Flux представляют собой тороидальные сердечники с распределенным воздушным зазором, изготавливаемые из порошкового материала, являющегося сплавом никеля с железом. Сплав High Flux содержит 50% никеля, по затратам на технологическую обработку сравним с MPP и по цене обычно выигрывает по сравнению с MPP примерно 5% – 25%. High Flux характеризуется более высокими потерями в сердечнике, нежели MPP и Kool Mμ, но благодаря своему повышенному значению B

sat сплав High Flux имеет оптимальное соотношение между магнитной проницаемостью и силой подмагничивания. Иными словами, повышенное значение Bsat трансформируется в оптимальную стабильность (самый низкий уровень сдвига) катушки индуктивности в условиях сильного подмагничивания постоянным током или при высоких пиковых значениях переменного тока. Как и сердечники из MPP, сердечники из сплава High Flux не получили широкого распространения в каких-либо геометрических формах, кроме тороидов.

Сердечники Kool Mμ®, или "сендаст", представляют собой сердечники с распределенным воздушным зазором, изготавливаемые из порошкового материала, являющегося сплавом железа, алюминия и кремния.

По характеристикам подмагничивания постоянным током материал Kool Mμ сравним с MPP. Отсутствие никеля в формуле сплава делает Kool Mμ намного более экономичным, чем MPP. Основной недостаток Kool Mμ состоит в том, что данный сплав имеет более высокие потери по переменному току, нежели MPP. Этот сплав призван служить практичной альтернативой в случаях, когда порошковое железо имеет слишком высокие потери (в типовых случаях при умеренных или высоких значениях частоты) и при этом использование MPP является слишком дорогостоящим. Сердечники из Kool Mμ выпускаются не только в форме тороидов, но и в виде E-сердечников, что позволяет в максимально возможной степени снизить затраты на намотку.

В таблице 1 приведены сравнительные данные о свойствах различных материалов для сердечников.

MPP High Flux Kool Mμ Железный порошок
Проницаемость 14 - 550 14 - 160 26 - 125 10 - 100
Насыщение (Bsat) 0,7 T 1,5 T 1,0 T 1,2 - 1,4 T
Максимальная температура (°C) 200 200 200
Потери в сердечнике по переменному току Самые низкие Высокие Низкие Самые высокие (и переменные)
Форма сердечника Тороид Тороид Тороид, E-сердечник Тороид, E-сердечник, другие формы

Сердечники из железного порошка имеют более высокие внутренние потери (потери в сердечнике), чем сердечники из MPP, High Flux или Kool Mμ, но обычно являются менее дорогостоящими. Железный порошок часто является оптимальным выбором для силовых катушек индуктивности, в которых не требуется максимально высокий к.п.д. и миниатюрные размеры, но критичным показателем является цена; этот выбор может быть оптимальным также при работе на очень низкой частоте или с очень малой амплитудой пульсаций переменного тока (что означает очень слабый магнитный поток от переменного тока и соответственно низкие потери по переменному току). Большинство сердечников из железного порошка содержит связующее вещество для изоляции между гранулами, и это вещество уязвимо к пробоям при работе с высокими температурами в течение длительного времени, поэтому разработчику может понадобиться учет кривых теплового старения для выбираемого железного порошка. Значения плотности штамповки (то есть, прижимных усилий сжатия) для железных порошков являются умеренно высокими, поэтому данные материалы обеспечивают возможность широкого разнообразия геометрических форм, включая тороидальные сердечники, E-сердечники, броневые сердечники, U-сердечники и стержневые сердечники. Для сердечников с очень сильными токами, но без необходимости работы на высоких частотах, крупногабаритный E-сердечник, U-сердечник или броневой сердечник из порошкового железа может оказаться единственным практически приемлемым вариантом.

Ферритовые сердечники с зазором являются альтернативой порошковым сердечникам при выборе вариантов конструирования. Как видно из рисунка 1, порошковые материалы насыщаются постепенно и при этом сохраняют полезную предсказуемую индуктивность даже при существенном нарастании тока нагрузки. Ферритовый сердечник с зазором сохраняет значение индуктивности, приближенное к значению при отсутствии подмагничивания, пока не происходит насыщение, при котором наблюдается резкое спадание индуктивности. При создании конструкций с ферритами для работы на повышенных температурах необходимо учитывать ряд дополнительных факторов. Как видно из рис. 2, мощность потока индукции любого силового феррита существенно уменьшается при повышении температуры; в то же время, мощность потока индукции порошковых сердечников фактически не зависит от температуры.

Кривая плавного насыщения порошкового сердечника отражает существенные преимущества для конструирования: (1) рабочая точка в основной части кривой (80% - 50%), позволяющая повысить степень компактности конструкции; (2) минимальный сдвиг при изменении температуры; (3) малая чувствительность к изменениям кривой как в части температуры, так и в части допусков на материал; (4) природная устойчивость к отказам; (5) естественные колебания индуктивности – высокое значение L при низкой нагрузке, регулируемая индуктивность при высокой нагрузке. Другие преимущества порошковых сердечников в сравнении с ферритовыми сердечниками состоят в том, что порошковые сердечники не уязвимы к краевым потерям и к EMI-эффектам в зазоре и имеют более высокие значения внутренней Bsat.

Рисунок 1. Кривые подмагничивания постоянным током для феррита и Kool Mμ.

Рисунок 2. Кривая насыщения для силового феррита.

Возможными вариантами применения катушки индуктивности, в частности, являются:

  1. Компактная катушка индуктивности цепи постоянного тока (DC) с малыми пульсациями переменного тока (конструкция с ограниченным размером окна)
  2. Крупногабаритная катушка индуктивности цепи постоянного тока (конструкция с ограничением насыщения)
  3. Катушка индуктивности с сильным переменным током (конструкция с ограничением потерь в сердечнике)

Каждый из трех вариантов характеризуется специфическими требованиями к конструкции. В компактной катушке индуктивности цепи постоянного тока ограничительный фактор определяется в большей степени доступным размером окна сердечника, нежели площадью поперечного сечения сердечника. Окно сердечника должно быть достаточно большим для того, чтобы расположить в нем количество витков провода, достаточное для получения требуемой индуктивности. В крупногабаритной катушке индуктивности цепи постоянного тока ограничительным фактором часто является точка насыщения сердечника. Сердечник должен иметь достаточно крупные габариты и достаточно малую магнитную проницаемость, чтобы избежать насыщения (или смещения величины индуктивности ниже минимального требуемого уровня). Эти факторы требуют увеличения числа витков и длины медных проводов, что вызывает проблему в виде потерь в проводах. Основным ограничительным фактором для катушки индуктивности с сильным переменным током являются потери в сердечнике. Поскольку потери в сердечнике зависят от колебаний потока, создаваемого переменным током, а не уровнем индукции, создаваемой постоянным током, потери в сердечнике становятся доминирующим фактором, определяющим выбор конструкции.

Ниже приведены в качестве примера требования, которым должна отвечать типовая конструкция.

Постоянный ток (IDC) 500 мА (не более)
Требуемая индуктивность (Lmin) 100 мкГ
Пульсации переменного тока (Iac) 50 мА (пиковый размах)
Частота (f) 100 кГц

Для конструирования катушки с данными характеристиками компания Magnetics использует программное обеспечение Inductor Design Using Powder Cores (Конструирование катушки индуктивности с использованием порошковых сердечников). В данной программе реализуется алгоритм конструирования, имеющий целью определение минимально возможных габаритов модуля для заданных входных параметров (значений тока, индуктивности, частоты и др.). Программа определяет размер требуемого сердечника, исходя из необходимой величины энергетического показателя в виде произведения, получаемого умножением индуктивности при полной нагрузке на квадрат пикового значения тока (постоянного тока с приращением на пульсацию переменного тока), проходящего через катушку индуктивности. Увеличение значений индуктивности и силы тока подразумевают увеличение габаритов сердечника. Программы выполнялись с вводом указанных выше исходных значений конструирования, а материал сердечника выбирался вручную для каждого из типов сердечников, указанных ниже в таблице 2. Число витков, коэффициент плотности намотки провода, габариты намотки, величина потерь и рост температуры были определены по выходным данным выполняемых программ.

MPP High Flux Kool Mμ, торидальные сердечники Kool Mμ, E-сердечники
Номер компонента 55025-A2 58278-A2 77280-A7 K1808E090
Проницаемость 300 160 125 90
Габариты сердечника (дюймы) 0,335 x 0,150 0,405 x 0,150 0,405 x 0,150 0,77 x 0,65 x 0,19
AL (нГ/виток²) 124 68 53 69
Число витков 32 41 48 39
Коэффициент плотности намотки провода 37% 31% 37% 14%
Габариты обмотки (дюймы) 0,375 x 0,209 0,448 x 0,209 0,455 x 0,209 0,77 x 0,65 x 0,644
Потери в сердечнике (мВт) 2,0 0,7 0,7 0,5
Потери в проводе (мВт) 24,2 33,3 40,0 83,0
Суммарные потери (мВт) 26,2 34,0 40,7 83,5
Рост температуры (°C) 6,1 6,0 6,9 4,3

В каждом случае программы определяли самое высокое значение магнитной проницаемости из числа значений, имеющихся для выбранного материала. С учетом относительно слабого тока, любое уменьшение магнитной проницаемости выбранного материала не приводит к оптимизации индуктивности при пиковой нагрузке; в этих условиях больше теряется ввиду уменьшения индуктивности при отсутствии нагрузки, нежели приобретается за счет оптимизации кривой спадания силы подмагничивания постоянным током. Потери в сердечнике и рост температуры не являются важными влияющими факторами в катушке индуктивности данного типа вследствие низкой магнитной индукции по переменному току в сердечнике. Например, в сердечнике High Flux сила намагничивания H определяется по закону Ампера следующим образом:

H (эрстеды) = .4 (π) (N) (I)/Le, где:

N — число витков
I — ток в амперах
Le — длина линии магнитной индукции сердечника в см.

Сердечник 58278-A2 имеет длину линии магнитной индукции, равную 2,18 см, поэтому сила намагничивания постоянным током равняется:

H = .4 (π) (41) (0,5)/(2,18) = 11,8 эрстед

Процент начальной магнитной проницаемости, или значение "спадания", можно определить по данным, публикуемым в справочнике Magnetics по порошковым сердечникам (см. рис. 3).

Рисунок 3. Кривая спадания подмагничивания постоянным током для High Flux.

Кривая проницаемости 160 для High Flux показывает, что магнитная проницаемость при силе подмагничивании постоянным током, равной 11,8 эрстедам, равняется примерно 90% начального значения этой проницаемости. Эта рабочая точка является консервативной рабочей точкой для данного материала, но возможности конструирования ограничиваются в большей степени не уровнем насыщения сердечника, а площадью окна сердечника. Коэффициент заполнения окна для катушки данного типа равняется 37%, что приближается к типовому предельному значению для тороидальных сердечников. Усилия по уменьшению габаритов сердечника с целью получения преимуществ от имеющейся мощности магнитной индукции приводят к нереалистичным значениям коэффициента заполнения окна, равным 50% и более.

Как видно из приводимых данных, тороидальный сердечник MPP обеспечивает получение наиболее компактной и эффективной конструкции вследствие того, что данный материал доступен для использования с более высоким значением магнитной проницаемости (300μ), чем другие материалы. Это трансформируется в более высокое значение коэффициента одновитковой индуктивности (AL) при заданном размере сердечника, что позволяет снижать габариты используемого сердечника. Компромиссным фактором является ускоренное спадание силы намагничивания постоянным током. Тороидальный сердечник Kool Mμ является привлекательным в основном благодаря существенным преимуществам в цене. Выбираемый E-сердечник из материала Kool Mμ является самым "миниатюрным" из числа сердечников, имеющихся в настоящее время, и имеет избыточные габариты для рассматриваемого здесь набора требований.

Типовыми требованиями к катушкам данного типа являются:

Постоянный ток (IDC) 20 А (не более)
Требуемая индуктивность (Lmin) 100 мкГ (минимум)
Пульсации переменного тока (Iac) 1 А (пиковый размах)
Частота (f) 100 кГц
Максимальный рост температуры (°C) 40°C

В таблице 3 приведены применимые данные конструирования, полученные на выходе программы для данного случая.

MPP High Flux Kool Mμ, торидальные сердечники Kool Mμ, E-сердечники
Номер компонента 55868-A2 58867-A2 77868-A7 K5528E040
Проницаемость 26 60 26 40
Габариты сердечника (дюймы) 3,108 x 0,545 3,108 x 0,545 3,108 x 0,545 2,19 x 2,20 x 0,81
AL (нГ/виток²) 30 68 30 157
Число витков 62 45 70 30
Коэффициент плотности намотки провода 24% 18% 27% 72%
Габариты обмотки (дюймы) 3,657 x 0,884 3,514 x 0,884 3,720 x 1,053 2,19 x 2,20 x 1,98
Потери в сердечнике (мВт) 116 230 182 290
Потери в проводе (мВт) 14371 9780 16959 5489
Суммарные потери (мВт) 14487 10010 17141 5779
Рост температуры (°C) 35,3 27,4 37,7 22,4

Для катушки данного типа необходимо выбирать сердечники с пониженной магнитной проницаемостью и с большим поперечным сечением, чтобы избежать насыщения при высоком уровне подмагничивания постоянным током.

Сердечник 58867-A2 имеет длину линии магнитной индукции, равную 20 см, поэтому сила намагничивания H равняется:

H = 0,4 (π) (45) (20)/(20) = 56,5 эрстед

Кривая для материала High Flux с магнитной проницаемостью 60 на рисунке 3 показывает, что магнитная проницаемость составляет примерно 83% своего начального значения при силе подмагничивания постоянным током, равной 56,5 эрстедам, что соответствует безопасной рабочей точке. Критичным параметром является в данном случае не коэффициент плотности намотки провода, а рост температуры вследствие потерь в меди. Последующие итерации при конструировании должны быть направлены на увеличение диаметра провода или на использование многожильного провода для уменьшения плотности тока с целью снижения потерь в меди, что достигается ценой повышения плотности намотки. Из приводимых данных можно видеть, что High Flux обеспечивает конструирование тороидальных сердечников с меньшим ростом температур, нежели другие материалы. Высокая индкуция насыщения данного материала и улучшенные характеристики подмагничивания постоянным током позволяют выбирать сердечники с повышенной магнитной проницаемостью и увеличенным значением AL, что позволяет уменьшить число витков и сократить потери в меди. И в этом случае потери в сердечнике малы следствие относительно слабого потока подмагничивания переменным током в сердечнике.

Конструкция E-сердечника из материала Kool Mμ превосходит аналоги в части потерь благодаря тому, что поперечное сечение E-сердечника (и значение AL) намного превышают аналогичные показатели тороидальных сердечников. Это позволяет уменьшить и существенно сократить потери в меди. E-сердечник имеет относительно малую площадь окна, что подразумевает повышенный коэффициент плотности намотки (72%), но это достижимо в конструкциях с бобинной намоткой. Для E-сердечников допускается вариант с намоткой фольги. Недостаток состоит в том, что суммарная высота E-сердечника с готовой обмоткой примерно в 2 раза превышает аналогичную высоту в других конструкциях.

Типовыми требованиями к катушкам индуктивности переменного тока являются:

Постоянный ток (IDC) 4 А (номинал)
Требуемая индуктивность (Lmin) 100 мкГ (минимум)
Пульсации переменного тока (Iac) 8 А (пиковый размах)
Частота (f) 100 кГц
Максимальный рост температуры (°C) 35°C

В отличие от малых и крупногабаритных катушек индуктивности постоянного тока, рассмотренных в двух предыдущих примерах, генерация тепла, сопутствующая потерям в сердечнике, в катушке индуктивности переменного тока достаточно велика для того, чтобы являться первичным ограничительным фактором при выборе конструкции. Варианты выбора конструкции ограничиваются ростом температуры вследствие потерь в сердечнике, или целевым показателем к.п.д. В таблице 4 приведены значения характеристик для данного примера.

MPP High Flux Kool Mμ, тороидальные сердечники Kool Mμ, E-сердечники
Номер компонента 55440-A2 58441-A2 77191-A7 K4020E026
Проницаемость 26 14 26 26
Габариты сердечника (дюймы) 1,875 x 0,745 1,875 x 0,745 2,285 x 0,635 1,71 x 1,67 x 0,61
AL (нГ/виток²) 59 32 60 80
Число витков 42 57 43 37
Коэффициент плотности намотки провода 12% 16% 10% 23%
Габариты обмотки (дюймы) 1,982 x 0,843 2,019x 0,940 2,375 x 0,733 1,71 x 1,67 x 1,53
Потери в сердечнике (мВт) 2947 3316 4110 3255
Потери в проводе (мВт) 1722 2352 1836 2212
Суммарные потери (мВт) 4669 5668 5946 5467
Рост температуры (°C) 31,7 34,9 32,1 31,8

Для определения потерь в сердечнике необходимо вычислить колебания потока подмагничивания переменным током в сердечнике. Поток подмагничивания постоянным током не вызывает потерь в сердечнике. Первым шагом расчета является вычисление силы намагничивания H по закону Ампера с использованием размаха значений переменного тока (в данном случае пиковый размах составляет 8 А). Для сердечника 58441-A2 из материала High Flux длина линии магнитной индукции равняется 10,74 см.

H = 0.4 (π) (57) (8)/(10.74) = 53,4 эрстед

Изменение плотности потока можно определить путем приложения данного результата к нормальной кривой намагничивания из справочника (см. рис. 4).

Рисунок 4. Кривые намагничивания при высокой плотности потока намагничивания.

Диапазон изменения силы намагничивания составляет от 0 эрстед до 53,4 эрстед. В случае материала с магнитной проницаемостью 14 это трансформируется в диапазон изменения магнитной индукции от 0 гаусс до 600 гаусс – то есть, ΔB = 600 гаусс. Кривые потери для мягких магнитных материалов подразумевают биполярный режим работы (сердечник возбуждается в первом и третьем квадрантах петли гистерезиса B-H). Следовательно, независимо от того, является ли схема биполярной или однополярной, значение магнитной индукции, которое действует, всегда равняется ½ΔB. В данном случае плотность магнитной индукции переменного поля равняется 300 гаусс. Из рисунка 5 видно, что при 300 гауссах на частоте 100 кГц плотность потерь составляет примерно 150 мВт/см³. По справочнику можно определить, что объем сердечника 58441-A2 равняется 21,3 см³, поэтому суммарные потери в сердечнике равняются произведению от умножения (150) на (21,3) – то есть, 3195 мВт. Программное обеспечение, использующее уравнения в привязке к кривым, вычислило потери в сердечнике, равняющиеся 3316 мВт.

Рост температуры вычисляется, исходя из указанной ниже аппроксимации.

Рост температуры (°C) = [Суммарные потери мощности (мВт)/площадь поверхности (см²)]0,833

Согласно выходным данным программного обеспечения, суммарные потери мощности для катушки индуктивности High Flux равняются 5668 мВт. Сердечник 58438-A2 имеет без обмотки площадь поверхности 69,3 см², а с полной обмоткой – 94,3 см² (значения взяты из справочника). Программное обеспечение интерполирует площадь поверхности для коэффициента плотности намотки провода, равного 17%, и получает значение площади поверхности, равное 79,3 см². Рост температуры, вычисляемый в этом случае по приведенному выше уравнению, равняется примерно 35°C. Заметим, что данная оценка является довольно грубым приближением, поскольку характеристики тепловыделения зависят не только от величины потерь, но и от механической конфигурации, вида сборочных материалов и от течения воздуха.

Рисунок 5. Кривые потерь в сердечнике при высоком уровне потока намагничивания.

В общем, характеристики потерь, по которым MPP обладает преимуществом над другими материалами, позволяют использовать катушки индуктивности с меньшими габаритами и более высокими значениями к.п.д. Суммарные потери в случае MPP составляют на 15% меньше потерь материала, являющегося следующим в сторону увеличения потерь. Поскольку материал High Flux обладает более высокими потерями, чем MPP, для сохранения одинаковой величины потерь необходимо выбирать сердечник с более низкой магнитной проницаемостью. Это, однако, приводит к увеличению числа витков, росту потерь в меди и к некоторому увеличению общих габаритов модуля. Причина того, что пониженная магнитная проницаемость приводит к уменьшению плотности потока переменного поля (то есть, к уменьшенным потерям в сердечнике) является очевидной и состоит в том, что наклон кривых для материалов с пониженной магнитной проницаемостью имеет на графике кривых намагничивания меньшую крутизну (см. рис. 4). Материал Kool Mμ требует еще большего увеличения общих габаритов, но суммарные потери сравнимы с потерями для High Flux. И в этом случае возможен вариант с E-сердечником Kool Mμ, который имеет несколько меньшие потери, уменьшенную площадь основания, но увеличенную габаритную высоту.

E-сердечник Kool Mμ является самым экономичным из четырех рассмотренных вариантов; вместе с тем, преимущества от габаритов и к.п.д. тороидального сердечника MPP становятся менее очевидными из-за самой высокой стоимости данного сердечника. Сердечники High Flux и MPP имеют одинаковые габариты и сравнимы по цене, поскольку порошки 14μ являются более дорогостоящими в производстве и в штамповке, нежели порошки 26μ.

Для требуемой катушки индуктивности решение о выборе материала определяется комбинацией следующих ограничительных факторов: пространство, к.п.д., удобство сборки, суммарная стоимость, индуктивность в зависимости от характеристик нагрузки, роста и рабочей температуры. Среди порошковых сердечников материал MPP превосходит другие материалы по такому свойству, как потери в сердечнике, и обладает самым высоким значением применимой магнитной проницаемости. High Flux обладает преимуществами над другими материалами в случаях, когда определяющими ограничительными факторами является минимизация габаритов и намагничивание постоянным полем. Kool Mμ является более экономичным материалом, нежели MPP или High Flux, и является стандартным материалом как для тороидальных сердечников, так и для E-сердечников. Сердечники на основе распыленного железа (Iron powder cores) являются менее дорогостоящими, чем Kool Mμ, но серьезно ухудшают характеристики изделия.

  1. Magnetics "Inductor Design Using Powder Cores" software PCD-3. 1
  2. Magnetics "Powder Cores Design Manual and Catalog"

 

Применение катушек индуктивности - ООО «УК Энерготехсервис»

Что вы себе представляете под словом “катушка” ? Ну… это, наверное, какая-нибудь “фиговинка”, на которой намотаны нитки, леска, веревка, да что угодно! Катушка индуктивности представляет из себя точь-в-точь то же самое, но вместо нитки, лески или чего-нибудь еще там намотана обыкновенная медная проволока в изоляции.

Изоляция может быть из бесцветного лака, из ПВХ-изоляции и даже из матерчатой. Тут фишка такая, что хоть и провода в катушке индуктивности очень плотно прилегают к друг другу, они все равно изолированы друг от друга. Если будете мотать катушки индуктивности своими руками, ни в коем случае не вздумайте брать обычный медный голый провод!

Индуктивность

Любая катушка индуктивности обладает индуктивностью. Индуктивность катушки измеряется в Генри (Гн), обозначается буковкой L и замеряется с помощью LC – метра.

  • Что такое индуктивность?  Если через  провод пропустить электрический ток, то он вокруг себя создаст магнитное поле:
  • где
  • В – магнитное поле, Вб
  • I – сила тока, А
  • А давайте возьмем и намотаем в спиральку этот провод и подадим на его концы напряжение
  • И у нас получится вот такая картина с магнитными силовыми линиями:
  • Грубо говоря, чем больше линий магнитного поля пересекут площадь этого соленоида, в нашем случае площадь цилиндра, тем больше будет магнитный поток (Ф). Так как через катушку течет электрический ток, значит, через нее проходит ток с  Силой тока (I), а коэффициент между магнитным потоком и силой тока называется индуктивностью и вычисляется по формуле:

С научной же точки зрения, индуктивность – это способность извлекать энергию из источника электрического тока и сохранять ее в виде магнитного поля. Если ток в катушке увеличивается, магнитное поле вокруг катушки расширяется, а если ток уменьшается , то магнитное поле сжимается.

Самоиндукция

Катушка индуктивности обладает также очень интересным свойством. При подаче на катушку постоянного напряжения, в катушке возникает на короткий промежуток времени противоположное напряжение.

Это противоположное напряжение называется ЭДС самоиндукции. Эта ЭДС зависит от значения индуктивности катушки.

Поэтому, в момент подачи напряжения на катушку сила тока в течение долей секунд плавно меняет свое значение от 0 до некоторого значения, потому что напряжение, в момент подачи электрического тока, также меняет свое значение от ноля и до установившегося значения. Согласно Закону Ома:

  1. где
  2. I – сила тока в катушке , А 
  3. U – напряжение в катушке, В 
  4.  R – сопротивление катушки, Ом

Как мы видим по формуле, напряжение меняется от нуля и до напряжения, подаваемого в катушку, следовательно и ток тоже будет меняться от нуля и до какого то значения. Сопротивление катушки для постоянного тока также постоянное.

И второй феномен в катушке индуктивности заключается в том, что если мы разомкнем цепь катушка индуктивности – источник тока, то у нас ЭДС самоиндукции будет суммироваться к напряжению, которое мы уже подали на катушку.

То есть как только мы разрываем цепь, на катушке напряжение в этот момент может быть  в разы больше, чем было до размыкания  цепи, а сила тока в цепи катушки будет тихонько падать, так как ЭДС самоиндукции будет поддерживать убывающее напряжение.

Сделаем первые выводы о работе катушки индуктивности при подаче на нее постоянного тока. При подаче на катушку электрического тока, сила тока будет плавно увеличиваться, а при снятии электрического тока с катушки, сила тока будет плавно убывать до нуля. Короче говоря, сила тока в катушке мгновенно измениться не может.

Типы катушек индуктивности

Катушки индуктивности делятся в основном на два класса: с магнитным и  немагнитным сердечником. Снизу  на фото катушка с немагнитным сердечником.

Но где у нее сердечник? Воздух – это немагнитный сердечник :-).  Такие катушки также могут быть намотаны на какой-нибудь цилиндрической бумажной трубочке. Индуктивность катушек с немагнитным  сердечником используется, когда индуктивность не превышает 5 миллигенри.

А вот катушки индуктивности с сердечником:

В основном используют сердечники из феррита и железных пластин. Сердечники повышают индуктивность катушек в разы. Сердечники в виде кольца (тороидальные) позволяют получить большую индуктивность, нежели просто сердечники из цилиндра.

  • Для катушек средней индуктивности используются ферритовые сердечники:
  • Катушки с большой индуктивностью делают как трансформатор с железным сердечником, но с одной обмоткой, в отличие от трансформатора.

Дроссель

Также есть особый вид катушек индуктивностей. Это так называемые дроссели. Дроссель – это катушка индуктивности, задача которой состоит в том, чтобы создать в цепи большое сопротивление для переменного тока, чтобы подавить токи высоких частот.

Постоянный ток через дроссель проходит без проблем. Почему это происходит, можете прочитать в этой статье. Обычно дроссели включаются в цепях питания усилительных устройств.

Дроссели предназначены для защиты источников питания от попадания в них высокочастотных сигналов (ВЧ-сигналов).

На низких частотах (НЧ) они используются в фильтрах цепей питания и обычно имеют металлические или ферритовые сердечники. Ниже на фото силовые дроссели:

Также существует еще один особый вид дросселей – это сдвоенный дроссель. Он представляет из себя две встречно намотанных катушки индуктивности. За счет встречной намотки и взаимной индукции он более эффективен. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания, а также в звуковой технике.

Что влияет на индуктивность?

От каких факторов зависит индуктивность катушки? Давайте проведем несколько опытов.  Я намотал катушку с немагнитным сердечником. Ее индуктивность настолько мала, что LC – метр мне показывает ноль.

  1. Имеется ферритовый сердечник
  2. Начинаю вводить катушку в сердечник на самый край
  3. LC-метр  показывает 21 микрогенри.
  4. Ввожу катушку на середину феррита

35 микрогенри. Уже лучше.

Продолжаю вводить катушку на правый край феррита

20 микрогенри. Делаем вывод, самая большая индуктивность на цилиндрическом феррите возникает в его середине.  Поэтому, если будете мотать на цилиндрике, старайтесь мотать в середине феррита. Это свойство используется для плавного изменения индуктивности  в переменных катушках индуктивности:

  • где
  • 1 – это каркас катушки
  • 2 – это витки катушки

3 – сердечник, у которого сверху пазик под маленькую отвертку. Вкручивая или выкручивая сердечник, мы тем самым изменяем индуктивность катушки.

Экспериментируем дальше. Давайте попробуем сжимать и разжимать витки катушки. Для начала ставим ее в середину и начинаем сжимать витки

  1. Индуктивность стала почти 50 микрогенри!
  2. А давайте-ка попробуем расправим витки по всему ферриту

13 микрогенри. Делаем вывод: для максимальной индуктивности мотать катушку надо “виток к витку”.

Убавим витки катушки в два раза. Было 24 витка, стало 12.

Совсем маленькая индуктивность. Убавил количество витков в 2 раза, индуктивность уменьшилась в 10 раз.  Вывод: чем меньше количество витков – тем меньше индуктивность и наоборот. Индуктивность меняется не прямолинейно виткам.

  • Давайте поэкспериментируем с ферритовым кольцом.
  • Замеряем индуктивность
  • 15 микрогенри
  • Отдалим витки катушки друг от друга
  • Замеряем снова

Хм, также 15 микрогенри. Делаем вывод: расстояние от витка до витка  не играет никакой роли в катушке индуктивности тороидального исполнения.

Мотнем побольше витков. Было 3 витка, стало 9.

  1. Замеряем

Офигеть! Увеличил количество витков  в 3 раза, а индуктивность увеличилась в 12 раз! Вывод: индуктивность меняется не прямолинейно виткам.

Если верить формулам для расчета индуктивностей, индуктивность зависит от “витков в квадрате”. Эти формулы я здесь выкладывать не буду, потому как не вижу надобности. Скажу только, что индуктивность зависит еще от таких параметров, как сердечник (из какого материала он сделан), площадь поперечного сечения сердечника, длина катушки.

Обозначение на схемах

Последовательное и параллельное соединение катушек индуктивности


  • При последовательном соединении индуктивностей, их общая индуктивность будет равняться сумме индуктивностей.
  • А при параллельном соединении получаем вот так:

При соединении индуктивностей должно выполняться правило, чтобы они были пространственно разнесены на плате.

Это связано с тем, что при близком расположении друг друга их магнитные поля будут влиять с друг другом, и поэтому показания индуктивностей будут неверны. Не ставьте на одну железную ось две и более тороидальных катушек.  Это может привести к неправильным показаниям общей индуктивности.

Резюме

Катушка индуктивности играет в электронике очень большую роль, особенно в приемопередающей аппаратуре. На катушках индуктивности строятся также различные фильтры для электронной радиоаппаратуры, а в электротехнике ее используют также в качестве ограничителя скачка силы тока.

Ребята из Паяльника забабахали очень неплохой видос про катушку индуктивности. Советую посмотреть в обязательном порядке:

Катушка индуктивности. Параметры. Виды. Обозначение на схемах

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Катушка индуктивности относится к числу элементов, без которых не получится построить приемник, телевизор, радиоуправляемую модель, передатчик, генератор сигналов, модемный преобразователь, сетевой фильтр и т.п.

Катушку индуктивности или просто катушку можно представить в виде нескольких витков провода намотанного в спираль. Ток проходя по каждому витку спирали создает в них магнитное поле, которое пересекаясь с соседними витками наводит в них э.д.с самоиндукции. И чем провод длиннее и большее число витков он образует, тем самоиндукция больше.

Индуктивность

По своей сути индуктивность является электрической инерцией и ее основное свойство состоит в том, чтобы оказывать сопротивление всякому изменению протекающего тока. Если через катушку пропускать определенный ток, то ее индуктивность будет противодействовать как уменьшению, так и увеличению протекающего тока.

В отличие от конденсатора, который пропускает переменный и не пропускает постоянный ток, катушка индуктивности свободно пропускает постоянный ток и оказывает сопротивление переменному току, потому что он изменяется быстрее, чем может изменяться магнитное поле.

И чем больше индуктивность катушки и чем выше частота тока, тем оказываемое сопротивление сильнее. Это свойство катушки применяют, например, в приемной аппаратуре, когда требуется в электрической цепи преградить путь переменному току.

Индуктивность измеряется в генри (Гн), миллигенри (1мГн = 10ˉ3 Гн), микрогенри (1мкГн = 10ˉ6 Гн), наногенри (1нГн = 10ˉ9 Гн) и обозначается латинской буквой L.

Общие свойства катушек индуктивности

В зависимости от требуемой индуктивности и частоты, на которой катушка будет работать, она может иметь самые различные исполнения.

Для высоких частот это может быть простая катушка состоящая из нескольких витков провода или же катушка с сердечником из ферромагнитного материала и иметь индуктивность от нескольких наногенри до нескольких десятков миллигенри. Такие катушки применяются в радиоприемной, передающей, измерительной аппаратуре и т.п.

Катушки, работающие на высоких частотах, можно разделить на катушки контуров, катушки связи и дроссели высокой частоты. В свою очередь катушки контуров могут быть с постоянной индуктивностью и переменной индуктивностью (вариометры).

По конструктивному признаку высокочастотные катушки разделяются на однослойные и многослойные, экранированные и неэкранированные, катушки без сердечников и катушки с магнитными и немагнитными сердечниками, бескаркасные, цилиндрические плоские и печатные.

Для работы в цепи переменного тока низкой частоты, на звуковых частотах, во входных фильтрах блоков питания, в цепях питания осветительного электрооборудования применяются катушки с достаточно большой индуктивностью. Их индуктивность достигает десятки и даже сотни генри, а в обмотках могут создаваться большие напряжения и протекать значительные токи.

Для увеличения индуктивности при изготовлении таких катушек применяют магнитопроводы (сердечники), собранные из отдельных тонких изолированных пластин сделанных из специальных магнитных материалов – электротехнических сталей, пермаллоев и др.

Применение наборных магнитопроводов обусловлено тем, что под действием переменного магнитного поля в сплошном магнитопроводе, который можно рассматривать как множество короткозамкнутых витков, образуются вихревые токи, которые нагревают магнитопровод, бесполезно потребляя часть энергии магнитного поля. Изоляция же между слоями стали оказывается на пути вихревых токов и значительно снижает потери.

Катушки с магнитопроводами из изолированных пластин можно разделить на дроссели и трансформаторы.

Основные параметры катушек индуктивности

Свойства катушек могут быть охарактеризованы четырьмя основными параметрами: индуктивностью, добротностью, собственной емкостью и стабильностью.

1. Индуктивность

Индуктивность (коэффициент самоиндукции) является основным электрическим параметром и характеризует величину энергии, запасаемой катушкой при протекании по ней электрического тока. Чем больше индуктивность катушки, тем больше энергии она запасает в своем магнитном поле.

Индуктивность зависит от размеров каркаса, формы, числа витков катушки, диаметра и марки провода, а также от формы и материала магнитопровода (сердечника).

В радиолюбительских схемах, как правило, величину индуктивности не указывают, так как радиолюбителя интересует не эта величина, а количество витков провода в катушке, диаметр и марка провода, способ намотки (внавал, виток к витку, крест на крест, секционная намотка) и размеры каркаса катушки.

2. Добротность

Добротность (Q) характеризуется качеством работы катушки индуктивности в цепях переменного тока и определяется как отношение реактивного сопротивления катушки к ее активному сопротивлению потерь.

Активное сопротивление включает в себя сопротивление провода обмотки катушки; сопротивление, вносимое диэлектрическими потерями в каркасе; сопротивление, вносимое собственной емкостью и сопротивления, вносимые потери в экраны и сердечники.

Чем меньше активное сопротивление, тем выше добротность катушки и ее качество. В большинстве случаев добротность катушки определяют резонансные свойства и к.п.д. контура. Современные катушки средних размеров имеют добротность около 50 – 300.

3. Собственная емкость

Катушки индуктивности обладают собственной емкостью, которая увеличивается по мере увеличения числа витков и размеров катушки. Между соседними витками существует межвитковая емкость, из-за которой некоторая часть тока проходит не по проводу, а через емкость между витками, отчего сопротивление между выводами катушки уменьшается.

Все дело в том, что общее напряжение, приложенное к катушке, разделяется на межвитковые напряжения из-за чего между витками образуется электрическое поле, вызывающее скопление зарядов.

Витки, разделенные слоями изоляции, образуют обкладки множества маленьких конденсаторов, через которые протекает часть тока, из общей емкости которых и складывается собственная емкость катушки.

Таким образом катушка обладает не только индуктивными но и емкостными свойствами.

Собственная емкость является вредным параметром и ее стремятся уменьшить применением специальных форм каркаса и способом намотки провода.

4. Стабильность

Стабильность катушки характеризуется изменением ее параметров под воздействием температуры, влажности и во времени.

Изменение индуктивности под влиянием температуры характеризуют температурным коэффициентом индуктивности (ТКИ), равным относительному изменению индуктивности при изменении температуры на 1°С. ТКИ катушки определяется способом намотки и качеством диэлектрика каркаса.

Влажность вызывает увеличение собственной емкости и диэлектрических потерь, а также понижает стабильность катушки. Для защиты от действия влажности применяется герметизация или пропитка и обволакивание обмотки негигроскопичными составами.

Такие катушки обладают более низкой добротностью и большой собственной емкостью, но при этом они более устойчивы к воздействию влаги.

Катушки индуктивности с магнитопроводами

Для получения малогабаритных катушек различного назначения применяют магнитопроводы (сердечники), которые изготавливают из магнитодиэлектриков и ферритов. Катушки с магнитопроводами имеют меньшее число витков при заданной индуктивности, малую длину провода и небольшие размеры.

Ценным свойством катушек с магнитопроводами является возможность их подстройки, т.е. изменения индуктивности в небольших пределах путем перемещения внутри катушки специального цилиндрического подстроечника, состоящего из феррита с напрессованной на него резьбовой втулкой.

Магнитодиэлектрики представляют собой измельченное вещество, содержащее в своем составе железо (ферромагнетик), частицы которого равномерно распределены в массе диэлектрика (бакелита или аминопласта). Наиболее широко применяют магнитопроводы из альсифера (сплав алюминия, кремния и железа) и карбонильного железа.

Ферриты представляют собой твердые растворы окислов металлов или их солей, прошедшие специальную термическую обработку (обжиг). Получающееся при этом вещество – полупроводниковая керамика – обладает очень хорошими магнитными свойствами и малыми потерями даже на очень высоких частотах.

Основным достоинством ферритов является высокая магнитная проницаемость, которая позволяет существенно уменьшить размеры катушек.

В старых принципиальных схемах магнитопроводы из магнитодиэлектриков и ферритов обозначались одинаково – утолщенной штриховой линией (рис. а).

Впоследствии стандарт ЕСКД оставил этот символ для магнитопроводов из магнитодиэлектрика, а для ферритовых ввел обозначение, ранее применявшееся только для магнитопроводов низкочастотных дросселей и трансформаторов – сплошную жирую линию (рис. б).

Однако согласно последней редакции ГОСТ 2.723.68 (март 1983г.) магнитопроводы катушек изображают линиями нормальной толщины (рис. в).

Катушки, индуктивность которых можно изменять с помощью магнитопровода, на электрических схемах указываются при помощи знака подстроечного регулирования, который вводится в ее условное обозначение.

Изменение индуктивности обозначают двумя способами: либо знаком подстроечного регулирования пересекающим обозначения катушки и магнитопровода (рис. а), либо только пересечением магнитопровода с изображением его над катушкой (рис. б).

Экранированные катушки индуктивности

Для устранения паразитных связей, обусловленных внешним электромагнитным полем катушки и влияния на катушку окружающего пространства, ее экранируют, т.е. помещают в замкнутом металлическом экране.


Однако под влиянием экрана изменяются основные электрические параметры катушки: уменьшаются индуктивность и добротность, увеличивается сопротивление и собственная емкость.

Изменение параметров катушки тем больше, чем ближе к ее виткам расположен экран, т.е. изменение параметров зависит от соотношения между размерами катушки и размерами самого экрана.

Для высокочастотных катушек экраны выполняются в виде круглых или прямоугольных стаканов из алюминия, меди или латуни с толщиной стенок 0,3 – 0,5 мм.

Чтобы на схемах обозначить экранированную катушку, ее условное обозначение помещают в знак экранирования, который соединяют с корпусом.

Также необходимо отметить, что экранировать необходимо лишь катушки большого размера, диаметр которых составляет более 15 – 20 мм.

Катушки диаметром не более 4 – 5 мм создают магнитное поле в относительно небольшом пространстве и при удалении таких катушек от других деталей на расстояние в 4 – 5 раз больше их диаметра опасных связей, как правило, не возникает, поэтому они не нуждаются в специальном экранировании.

Обозначение катушек с отводами и начала обмотки

В радио и электротехнической аппаратуре, например, в приемниках или импульсных преобразователях напряжения, иногда используют не всю индуктивность катушки, а только некоторую ее часть. Для таких случаев катушки изготавливают с отводом или отводами.

При разработке некоторых конструкций иногда необходимо строго соблюсти начало и конец обмотки катушки или трансформатора. Чтобы указать, какой из концов обмотки является началом, а какой – концом, у вывода начала обмотки ставят жирную точку.

Для подстройки катушек на частотах свыше 15…20 МГц часто применяют магнитопроводы из немагнитных материалов (меди, алюминия и т.п.). Возникающие в таком магнитопроводе под действием магнитного поля катушки вихревые токи создают свое поле, противодействующее основному, в результате чего индуктивность катушки уменьшается.

Немагнитный магнитопровод-подстроечник обозначают так же, как и ферритовый, но рядом указывают химический символ металла, из которого он изготовлен. На рисунке изображен подстроечник, изготовленный из меди.

Вот и все, что хотел рассказать о катушках индуктивности.
Удачи!

Литература:
1. В. А. Волгов «Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры».
2. В. В. Фролов «Язык радиосхем».

3. М. А. Сгут «Условные обозначения и радиосхемы».

Катушка индуктивности

Радиоэлектроника для начинающих

Одним из самых известных и необходимых элементов аналоговых радиотехнических схем является катушка индуктивности. В цифровых электронных схемах индуктивные элементы практически потеряли свою актуальность и применяются только в устройствах питания как сглаживающие фильтры.

Катушки индуктивности на принципиальных схемах обозначаются латинской буквой “L” и имеют следующее изображение.

Разновидностей катушек индуктивности существуют десятки. Они бывают высокочастотные, низкочастотные, с подстроечными сердечниками и без них. Бывают катушки с отводами, катушки, рассчитанные на большие напряжения. Вот так, например, выглядят бескаркасные катушки.

Катушки для СВЧ аппаратуры называются микрополосковыми линиями. Они даже внешне не похожи на катушки. С катушками индуктивности связан такой эффект как резонанс и гениальный Никола Тесла получал на резонансных трансформаторах миллионы вольт.

Основной параметр катушки это её индуктивность. Величина индуктивности измеряется в Генри (Гн, англ. – «H»).

Это достаточно большая величина и поэтому на практике применяют меньшие значения (мГн, mH – миллигенри и мкГн, μH– микрогенри) соответственно 10-3 и 10-6 Генри.

Величина индуктивности катушки указывается рядом с её условным изображением (например, 100 μH). Чтобы не запутаться в микрогенри и миллигенри, советую узнать, что такое сокращённая запись численных величин.

Многие факторы влияют на индуктивность катушки. Это и диаметр провода, и число витков, а на высоких частотах, когда применяют бескаркасные катушки с небольшим числом витков, то индуктивность изменяют, сближая или раздвигая соседние витки.

Часто для увеличения индуктивности внутрь каркаса вводят сердечник из ферромагнетика, а для уменьшения индуктивности сердечник должен быть латунным.

 То есть можно получить нужную индуктивность не увеличением числа витков, что ведёт к увеличению сопротивления, а использовать катушку с меньшим числом витков, но использовать ферритовый сердечник.

Катушка индуктивности с сердечником изображается на схемах следующим образом.

В реальности катушка с сердечником может выглядеть так.

Также можно встретить катушки индуктивности с подстроечным сердечником. Изображаются они вот так.

Катушка с подстроечным сердечником вживую выглядит так.

Такая катушка, как правило, имеет сердечник, положение которого можно регулировать в небольших пределах. При этом величина индуктивности также меняется. Подстроечные катушки индуктивности применяются в устройствах, где требуется одноразовая подстройка. В дальнейшем индуктивность не регулируют.

Наряду с подстроечными катушками можно встретить и катушки с регулируемой индуктивностью. На схемах такие катушки обозначаются вот так.

В отличие от подстроечных катушек, регулируемые катушки индуктивности допускают многократную регулировку положения сердечника, а, следовательно, и индуктивности.

Ещё один параметр, который встречается достаточно часто это добротность контура. Под добротностью понимается отношение между реактивным и активным сопротивлением катушки индуктивности. Добротность обычно бывает в пределах 15 – 350.

На основе катушки индуктивности и конденсатора выполнен самый необходимый узел радиотехнических устройств, колебательный контур. На схеме изображён входной контур простого радиоприёмника рассчитанного на работу в диапазонах средних и длинных волн.

В настоящее время в этих диапазонах станций практически нет. Катушка индуктивности L1 имеет достаточно большое число витков, чтобы перекрыть диапазон по максимуму. Для улучшения приёма к первой обмотке L1 подключается внешняя антенна. Это может быть простой кусок проволоки длиной в пределах двух метров.

Благодаря большому числу витков в индуктивности L1 присутствует целый спектр частот и как минимум пять — шесть работающих радиостанций.

Две индуктивности L1 и L2 намотанные на одном каркасе представляют собой высокочастотный трансформатор.

Для того чтобы выделить на катушке индуктивности L2 станцию, работающую, допустим на частоте 650 КГц необходимо с помощью переменного конденсатора C1 настроить колебательный контур на данную частоту.

После этого выделенный сигнал можно подавать на базу транзистора усилителя высокой частоты. Это одно из применений катушки индуктивности. Точно на таком же принципе построены выходные каскады радио- и телевизионных передатчиков только наоборот. Антенна не принимает слабый сигнал, а отдаёт в пространство ЭДС.

Примеров использования катушки индуктивности великое множество. На рисунке изображён весьма несложный, но хорошо зарекомендовавший себя в работе сетевой фильтр.

Фильтр состоит из двух дросселей (катушек индуктивности) L1 и L2 и двух конденсаторов С1 и С2. на старых схемах дроссели могут обозначаться как Др1 и Др2. Сейчас это редкость. Катушки индуктивности намотаны проводом ПЭЛ-0,5 – 1,5 мм.

на каркасе диаметром 5 миллиметров и содержат по 30 витков каждая. Очень хорошо параллельно сети 220V подключить варистор. Тогда защита от бросков сетевого напряжения будет практически полной.

В качестве конденсаторов лучше не использовать керамические, а поискать старые, но надёжные МБМ на напряжение не менее 400V.

Вот так выглядит дроссель входного фильтра компьютероного блока питания ATX.

Как видно, он намотан на кольцеобразном сердечнике. На схеме он обозначается следующим образом. Точками отмечены места начала намотки провода. Это бывает важно, так как это влият на направление магнитного потока.

Выходные выпрямители современного импульсного блока питания всегда конструируют по двухполупериодным схемам.

Широко известный выпрямительный диодный мост, у которого большие потери практически не используют. В двухполупериодных выпрямителях используют сборки из двух диодов Шоттки.

Самая важная особенность выпрямителей в импульсных блоках питания это фильтры, которые начинаются с дросселя (индуктивности).

Напряжение, снимаемое с выхода выпрямителя обладающего индуктивным фильтром, зависит кроме амплитуды ещё и от скважности импульсов, поэтому очень легко регулировать выходное напряжение, регулируя скважность входного. Процесс регулирования скважности импульсов называют широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), а в качестве управляющей микросхемы используют ШИМ контроллер.

Поскольку амплитуда напряжения на входах всех выпрямителей изменяется одинаково, то стабилизируя одно напряжение, ШИМ контроллер стабилизирует все. Для увеличения эффекта, дроссели всех фильтров намотаны на общем магнитопроводе.

Именно таким образом устроены выходные цепи компьютерного блока питания формата AT и ATX. На его печатной плате легко обнаружить дроссель с общим магнитопроводом. Вот так он выглядит на плате.

Как уже говорилось, этот дроссель не только фильтрует высокочастотные помехи, но и играет важную роль в стабилизации выходных напряжений +12, -12, +5, -5. Если выпаять этот дроссель из схемы, то блок питания будет работать, но вот выходные напряжения будут «гулять» причём в очень больших пределах – проверено на практике.

Так магнитопровод у такого дросселя общий, а катушки индуктивности электрически не связаны, то на схемах такой дроссель обозначают так.

Здесь цифра после точки (L1.1; L1.2 и т.д.) указывает на порядковый номер катушки на принципиальной схеме.

Ещё одно очень хорошо известное применение катушки индуктивности это использование её в системах зажигания транспортных средств. Здесь катушка индуктивности работает как импульсный трансформатор. Она преобразует напряжение 12V с аккумулятора в высокое напряжение порядка нескольких десятков тысяч вольт, которого достаточно для образования искры в свече зажигания.

Когда через первичную обмотку катушки зажигания протекает ток, катушка запасает энергию в своём магнитном поле. При прекращении прохождения тока в первичной обмотке пропадающее магнитное поле индуцирует во вторичной обмотке мощный короткий импульс напряжением 25 – 35 киловольт.

Импульсный трансформатор из тех же катушек индуктивности является основным узлом хорошо известного устройства для самообороны как электорошокер. Схем может быть несколько, но принцип один: преобразование низкого напряжения от небольшой батарейки или аккумулятора в импульс слабого тока, но очень высокого напряжения. У серьёзных моделей напряжение может достигать 75 – 80 киловольт.

Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Катушка индуктивности

Катушка индуктивности – электронный компонент, представляющий собой винтовую либо спиральную конструкцию, выполненную с применением изолированного проводника.  Основным свойством катушки индуктивности, как понятно из названия – индуктивность. Индуктивность – это свойство преобразовать энергию электрического тока в энергию магнитного поля. Величина индуктивности для цилиндрической или кольцевой катушки равна 

Где  ψ — потокосцепление, µ0 = 4π*10-7 – магнитная постоянная, N – количество витков, S – площадь поперечного сечения катушки.

Также катушке индуктивности присущи такие свойства как небольшая ёмкость и малое активное сопротивление, а идеальная катушка и вовсе их лишена. Применение данного электронного компонента отмечается практически повсеместно в электротехнических устройствах. Цели применения различны:

— сглаживание уровня пульсаций;- накопление энергетического потенциала;- ограничение токов переменной частоты;- построение резонансных колебательных контуров;- фильтрация частот в цепях прохождения электрического сигнала;- формирование области магнитного поля;

— построение линий задержек, датчиков и т.д.

Энергия магнитного поля катушки индуктивности

Электрический ток способствует накоплению энергии в магнитном поле катушки. Если отключить подачу электричества, накопленная энергия будет возвращена в электрическую цепь. Значение напряжения при этом в цепи катушки возрастает многократно.

Величина запасаемой энергии в магнитном поле равна примерно тому значению работы, которое необходимо получить, чтобы обеспечить появление необходимой силы тока в цепи.

Значение энергии, запасаемой катушкой индуктивности можно рассчитать с помощью формулы.

Реактивное сопротивление

  • При протекании переменного тока, катушка обладает кроме активного, еще и реактивным сопротивлением, которое находится по формуле 
  • По формуле видно, что в отличие от конденсатора, у катушки с увеличением частоты, реактивное сопротивление растет, это свойство применяется в фильтрах частот.
  • При построении векторных диаграмм важно помнить, что в катушке, напряжения опережает ток на 90 градусов.

Добротность катушки

Еще одним важным свойством катушки является добротность. Добротность показывает отношение реактивного сопротивления катушки к активному. 

  1. Чем выше добротность катушки, тем она ближе к идеальной, то есть она обладает только главным своим свойством – индуктивностью.
  2. Конструкции катушек индуктивности

Индуктивность катушки можно изменять,  добавляя в конструкцию катушки ферромагнитный сердечник. Внедрение сердечников отражается на подавлении помех.

Поэтому практически все дроссели, предназначенные для подавления высокочастотных помех, как правило, имеют ферродиэлектрические сердечники, изготовленные на основе феррита, флюкстрола, ферроксона, карбонильного железа.

Низкочастотные помехи хорошо сглаживаются катушками на пермалоевых сердечниках или на сердечниках из электротехнической стали.

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3.80 (10 Голоса)

Дроссель, катушка индуктивности — Принцип работы. Математическая модель. Типы, виды, категории, классификация

Катушка индуктивности, дроссель в электронных схемах. Принцип работы. Применение. Свойства. Классификация. (10+)

Дроссель, катушка индуктивности — Принцип работы. Математическая модель. Типы, виды, категории, классификация

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Катушка индуктивности способна накапливать энергию в своем магнитном поле. Это проявляется в том, что при приложении к ней напряжения в ней постепенно нарастает ток, а при смене полярности — постепенно убывает.

Резко изменить силу тока в катушке индуктивности (дросселе) невозможно. Она будет сопротивляться этому путем формирования напряжения самоиндукции на своих выводах.

Это напряжение может быть очень большим и обеспечит прохождение тока путем пробоя изоляции.

Работа дросселя проявляется во времени. Без рассмотрения изменения силы тока во времени понимание работы катушки индуктивности невозможно.

Главной характеристикой дросселя является индуктивность. Индуктивность — коэффициент, определяющий зависимость скорости изменения электрического тока от напряжения на катушке.

Вашему вниманию подборка материалов:Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Математическая модель катушки индуктивности. Обозначение

Катушка индуктивности (дроссель) может иметь несколько выводов — отводов от частей обмотки и два вывода от начала и от конца обмотки.

Работу катушки описывает следующее соотношение, которое и определяет ее применение в электронных схемах.

[Сила тока через катушку в момент T] = [Сила тока через катушку в начальный момент T0] + интеграл от [T0] до [T] ([Напряжение на катушке] / [Индуктивность катушки]) по [Времени].

Более привычно эта формула выглядит так:

В случае, если к катушке приложено постоянное напряжение, то формула приобретает более простой вид: [Сила тока через катушку индуктивности в момент T] = [Сила тока через катушку индуктивности в начальный момент T0] + [Напряжение на катушке] * ([T1] — [T0]) / [Индуктивность катушки]

Индуктивность измеряется в генри. Через дроссель индуктивностью 1 Гн за 1 с при напряжении 1 вольт пойдет ток 1 ампер. Обычно в схемах используются индуктивности от 1 микрогенри до 100 миллигенри.

Физически катушка индуктивности состоит из одного или нескольких витков провода, которые могут быть просто размещены в воздухе, а могут быть намотаны на сердечник из какого-либо материала. Сердечник намагничивается и, тем самым, накапливает в себе энергию.

Расчет индуктивности катушки в общем случае представляет серьезную сложность. С уверенностью можно утверждать только, что индуктивность пропорциональна квадрату числа витков.2

На идеальном дросселе тепловая энергия не выделяется, хотя через него может проходить ток. Дело в том, что сначала дроссель накапливает энергию, потом отдает ее в цепи питания, не рассеивая.

На схемах катушка индуктивности обозначается, как показано на рисунке.

Идеальный дроссель

Идеальный дроссель имеет строго фиксированную индуктивность, соответствующую расчетной или надписи на корпусе, не зависящую от тока, напряжения и внешних условий, например, температуры. Он не имеет паразитной емкости и внутреннего сопротивления, потерь на перемагничивание.

Идеальный дроссель выдерживает любой ток, имеет нулевые размеры, не занимает место на плате. Он не шумит. Ток через него строго зависит от напряжения и времени, без посторонних помех.

Реальные дроссели. Классификация, виды, типы

Если бы дроссели на самом деле были идеальными, то нужен был бы всего один тип дросселя — ПИД (просто идеальный дроссель). Его можно было бы применять во всех схемах. Но, как это часто бывает в жизни, идеала не существует. Для разных применений можно подобрать дроссели с определенными свойствами, пожертвовав другими, менее важными для данной схемы.

Главная проблема дросселя — омическое сопротивление провода, которым он намотан. Это сопротивление ухудшает параметры катушки индуктивности, приводит к нагреву, ограничивает максимальный ток. Снижение этого сопротивления требует снижения длины обмотки и увеличения толщины провода.

Снизить длину обмотки, сохранив требуемую индуктивность, можно, применив сердечник из ферромагнитного материала.

Такой сердечник намагничивается, накапливает в себе энергию, значительно (иногда, в десятки тысяч раз) увеличивая индуктивность одного витка, а значит, сокращая число витков, необходимых для получения требуемой индуктивности. Наилучшим в этом смысле сердечником является мягкое трансформаторное железо.

Однако, применение сердечника, снижая омическое сопротивление катушки, порождает сразу ряд новых проблем. Во-первых, у сердечника есть определенный уровень магнитной индукции насыщения, выше которого сердечник уже не может намагнититься и не будет накапливать энергию. Дроссель (за исключением ряда специальных схем) должен применяться в условиях, исключающих насыщение.

Во-вторых, под действием переменного электрического тока в сердечнике возникают потери, вызванные наведенными электрическими токами и нагревом от перемагничивания сердечника.

Для борьбы с наведенными токами используются специальные технологии изготовления сердечника, исключающие большие контура в нем, по которым могут течь такие токи (например, слоеный сердечник с изоляцией между слоями или порошковое железо), или применение специальных материалов (ферритов), которые вообще не проводят электрический ток.

Ферриты не проводят электрический ток, но с точки зрения своих магнитных свойств намного уступают железу. Поэтому их применяют в высокочастотных схемах (от 10 кГц), а для низкочастотных эффективнее применять трансформаторное железо.

Заказать партию дросселей с нужными параметрами не составляет труда, но в большинстве случаев подобрать дроссель промышленного производства для экспериментальной схемы не удается. Его приходится делать самостоятельно.

(читать дальше…) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Возможности применения катушек индуктивности

Возможными
вариантами применения катушки
индуктивности, в частности, являются:

  1. Компактная катушка индуктивности цепи постоянного тока (DC) с малыми пульсациями переменного тока (конструкция с ограниченным размером окна)

  2. Крупногабаритная катушка индуктивности цепи постоянного тока (конструкция с ограничением насыщения)

  3. Катушка индуктивности с сильным переменным током (конструкция с ограничением потерь в сердечнике)

Каждый
из трех вариантов характеризуется
специфическими требованиями к конструкции.
В компактной катушке индуктивности
цепи постоянного тока ограничительный
фактор определяется в большей степени
доступным размером окна сердечника,
нежели площадью поперечного сечения
сердечника.

Окно сердечника должно быть
достаточно большим для того, чтобы
расположить в нем количество витков
провода, достаточное для получения
требуемой индуктивности. В крупногабаритной
катушке индуктивности цепи постоянного
тока ограничительным фактором часто
является точка насыщения сердечника.

Сердечник должен иметь достаточно
крупные габариты и достаточно малую
магнитную проницаемость, чтобы избежать
насыщения (или смещения величины
индуктивности ниже минимального
требуемого уровня).

Эти факторы требуют
увеличения числа витков и длины медных
проводов, что вызывает проблему в виде
потерь в проводах. Основным ограничительным
фактором для катушки индуктивности с
сильным переменным током являются
потери в сердечнике.

Поскольку потери
в сердечнике зависят от колебаний
потока, создаваемого переменным током,
а не уровнем индукции, создаваемой
постоянным током, потери в сердечнике
становятся доминирующим фактором,
определяющим выбор конструкции.

Перестраиваемая индуктивность

Катушка
индуктивности является одним из
распространенных пассивных элементов,
используемых при создании различных
электронных схем.

Специфика применения
катушки в современных электронных
приборах с высокой степенью интеграции
заключается в том, что она плохо поддается
как миниатюризации, так и реализации в
интегральном исполнении.

В отличие от
резисторов и конденсаторов, выполняемых
в виде участков полупроводникового
кристалла с заданной проводимостью и
обратносмещенных p-n-переходов,
катушки индуктивности реализуют либо
схемотехнически в виде их гираторных
аналогов, либо в форме плоских спиралей
или отрезков передающих линий методами
планарной и гибридно-интегральной
технологий . Гираторы, представляющие
собой по сути активные схемы электронных
усилителей с выраженными частотно-зависимыми
характеристиками, используются в
диапазоне сравнительно низких частот
и применяются, в основном, в
частотно-избирательных схемах различных
фильтров. Катушки, выполненные как в
форме плоской спирали или отрезков
передающих линий, так и в ином миниатюрном
исполнении , успешно применяются в ВЧ-
и СВЧ-диапазоне, но имеют общий недостаток,
заключающийся в том, что изменение
значения их индуктивности возможно
преимущественно механическим способом.

Гиратор

электрическая
цепь, которая осуществляет преобразование
импеданса.
Другими словами, эта схема заставляет
ёмкостные цепи проявлять индуктивные
свойства,
полосовой
фильтр
будет
вести себя как режекторный фильтр
и
т. п.

Рис.3.
Схема гиратора

Основное
применение гираторов заключается в
создании участков цепи, имитирующих
индуктивность.
Поскольку
катушки
индуктивности
далеко
не всегда могут применяться в электрических
цепях (например в
микросхемах),
использование гираторов позволит
обходиться без катушек. Для этого
используется цепь, состоящая из
конденсатора,
операционного
усилителя
или
транзисторов
и
резисторов.

Назначение
гиратора — поменять знак
комплексного
сопротивления цепи, а на приведённой
схеме — инвертировать действие
конденсатора. Желаемый импеданс цепи,
который мы хотим получить, можно описать
как

То
есть это последовательно соединённые
индуктивность
L
и
сопротивление
RL.
Из схемы видно, что импеданс имитированной
индуктивности соединён параллельно с
импедансом
C
и
R.

В
случае, когда
R
много
больше, чем
RL,
то это выражение принимает вид

Таким
образом, мы получаем последовательно
соединённые сопротивление

и
индуктивность
.

Основное отличие от истинной индуктивности
здесь проявляется в том, что присутствует
параллельное
,
и в том, что

png» width=»24″>
обычно
значительно больше, чем в реальных
катушках.

Для
достаточно длинного соленоида длиной
l
и площадью сечения виткаS
с общим числом витков
N
индуктивность
равна

  • ????
    — относительная
    магнитная проницаемость среды;
  • n
    — число витков на единицу длины,;
  • V
    объем соленоида,V=Sl.

Отметим,
что значение индуктивности прямо
пропорционально квадрату числа витков,
занимаемому объему и магнитной
проницаемости среды. Формулы для
вычисления индуктивности катушек другой
формы более сложны и могут не иметь
аналитического вида, но основные
пропорции для указанных параметров
сохраняются.

Изменение этих параметров
традиционно используют для управления
величиной индуктивности путем механической
перестройки катушки (переключения
секций катушки, изменения взаимного
расположения витков, введения в катушку
сердечника, выполненного из магнетика).

Переключение секций катушки посредством
интегрального коммутатора позволяет
управлять значением индуктивности
электронным способом, но параметр
катушки при этом можно изменять лишь
дискретно. Известен способ электронного
управления индуктивностью, заключающийся
в подмагничивании ферромагнитного
сердечника катушки.

Однако при этом в
конструкцию катушки вводится дополнительная
подмагничивающая обмотка, что не
способствует миниатюризации изделия
в целом.

Предлагаемый
в настоящей работе способ электронного
управления индуктивностью пассивной
катушки заключается во введении в ее
конструкцию специфического сердечника,
свойства которого изменяются под
воздействием приложенного электрического
поля, оказывая при этом влияние на
индуктивность. В качестве такого
сердечника используется кремниевая
структура n-i-p-i-n-типа,
обладающая протяженными i-областями.

Если
объект помещается внутрь катушки, то
первичное переменное магнитное поле
вызывает в нем вихревые токи.
Электромагнитное поле катушки при этом
изменится под действием поля вихревых
токов.

Это изменение поля вызывает такой
эффект, какой получился бы, если изменить
характеристики самой катушки.

Анализ
изменения свойств катушки под влиянием
объекта, особенно если он имеет
неоднородную структуру и параметры,
изменяющиеся под воздействием внешнего
смещения, чрезвычайно сложен.

В
общем случае на индуктивность оказывают
влияние физические характеристики
материала объекта — электрические и
магнитные свойства, определяемые его
составом и структурой: электропроводность,
магнитная проницаемость, геометрические
размеры, наличие неоднородностей.

Для
проверки возможности создания индуктивного
элемента с электронной перестройкой
изготовлена
двухсекционная катушка,
сердечниккоторой
представляет собой кремниевуюn-i-p-i-n
структуру
с толщиной i-областей
200 мкм.

В качестве такой структуры
использовался выпускаемый промышленностью
бескорпусный диод типа 2А505, конструктивно
объединяющий в себе двеp-i-nструктуры
с общей p-областью,
имеющей гибкий соединительный вывод.
Контакты n-областей
диода имеют вид металлических площадок
из материала с хорошей проводимостью.

Диод, длина которого вместе с контактами
составляет примерно 0,8 мм, размещался
между двумя секциями катушки, намотанными
виток к витку в форме плоской спирали
на оправке диаметром 0,9 мм, причем
изолированный вывод p-области
пропускался наружу между плоскостями
секций, аp-i-n-структуры
заполняли области внутри секций. Сам
диод центрировался по оси катушки с
помощью тонкой изолирующей диэлектрической
прокладки.

Обе
секции содержали по три витка медного
провода в лаковой изоляции диаметром
0,5 мм. Электрический контакт с n-областями
диода осуществлялся с помощью прижимных
электродов, не оказывающих влияние на
индуктивность катушки.

Таким
образом, магнитное поле изготовленной
катушки сосредоточено во внутреннем
объеме секций, преобладающую часть
которого занимали протяженные i-области
(базы) диода, размер которых значительно
превышал размерыp
и n-областей.
В отсутствие прямого смещения базовые
областиp-i-n-структур
представляют собой по сути диэлектрик
с магнитной проницаемостью ????=1.

Добротность
катушки при введении в нееn-i-p-i-n-структуры
без смещения снижалась, значение
индуктивности уменьшалось.

При
подаче наp-i-n-диод
напряжения прямого смещения происходит
процесс инжекции носителей заряда в
высокоомную i-область
диода, в результате чего концентрация
носителей заряда в базе возрастает на
несколько порядков и, соответственно,
увеличивается проводимость базы. В
таком случае говорят, что база диода
«заливается» носителями заряда или
«металлизируется».

  1. Диод,
    находящийся в магнитном поле исследуемой
    катушки индуктивности, представляет
    собой объект, проводимость которого
    изменяется в широком диапазоне в
    зависимости от величины приложенного
    напряжения.
  2. Зависимость
    параметров катушки от величины напряжения
    прямого смещения, прикладываемого к
    n-i-p-i-n-структуре,
    выполняющей роль управляемого
    электрическим полем сердечника,
    позволяющего определить резонансным
    методом как значение индуктивности,
    так и величину потерь.
  3. Добротность
    начинает заметно снижаться непосредственно
    с появлением тока черезn-i-p-i-nструктуру.

Уменьшение
добротности с ростом приложенного кn-i-p-i-n-структуре
напряжения может быть объяснено
увеличением мощности потерь, связанным
с ростом числа инжектированных носителей
заряда. При диаметре намоточного провода
1 мм зависимость индуктивности от
напряжения смещения выражена весьма
слабо.

Большое значение имеет также
выбор конкретного экземпляра
n-i-p-i-n-структуры.
Как показала практика, диоды имеют
значительный разброс характеристик в
пределах партии, причем возможна заметная
неидентичность характеристикp-i-n-диодовотдельно
выбраннойn-i-p-i-n-структуры.

Не последнюю роль, оказывающую влияние
на величину как индуктивности, так и
добротности, играет качество изготовления
самой катушки.

В
связи с этим для изготовления управляемой
катушки индуктивности можно рекомендовать
материалы, обладающие хорошей
проводимостью, что повысит начальное
значение добротности и позволит выбрать
диаметр намоточного провода, сравнимый
с размерами i-областей
диода. Геометрия индуктивного элемента
определяется преимущественно размерами
используемого диода и должна обеспечивать
концентрацию магнитного поля катушки
в объеме p-i-n-структуры.

В
резонансном контуре применена катушка
индуктивности описанной выше конструкции.
Принципиальная электрическая схема
разработанного устройства приведена
на
рис.4.

Рис.4.
Принципиальная электрическая схема
разработанного устройства

Катушка
индуктивности L
и включенный параллельно ей конденсатор
С1 представляли собой колебательный
контур, резонансная характеристика
которого определяла частоту ВЧ-несущей.
К катушке подключался источник питания.
Напряжение на входе регулировалось
подстроечным резистором R1
СП-04.

Так же был подключен вольтметр для
контроля напряжения на входе. С помощью
генератора высоких частот и осциллографа
была найдена резонансная частота.
Изначальный резонанс наблюдался на
частоте .
Значение индуктивности L1
при

png»>
было равно L1=414
нГн. После увеличения напряжения до
0.5V
частота уменьшилась до .
Значение индуктивности L1
при
возросло до 422 нГн.

При увеличении
входного напряжения, регулируемого
подстроечным резистором R1,
резонансная частота сдвинулась на 60
кГц в сторону уменьшения.

Значение
индуктивности было рассчитано по
формуле:

Диапазон
изменения величины индуктивности можно
весьма просто увеличить, изготовив
многосекционную катушку, поскольку
геометрия n-i-p-i-n-
структуры позволяет это сделать без
значительных конструктивных трудностей.
Катушки индуктивности предложенной
конструкции удобны для изготовления в
планарной форме, когда витки формируются
напылением или травлением материала
поверхности вокруг n-i-p-i-n-структуры.

Типы катушек индуктивности - Энциклопедия по машиностроению XXL

Типы катушек индуктивности  [c.379]

Выдавливанием получают поршневые пальцы, корпуса электролитических и подстроечных конденсаторов, экраны радиоламп и катушек индуктивности, цоколи, оболочки электрических нагревательных элементов, клапаны, корпуса карданных подшипников и другие заготовки деталей. Некоторые типы сплошных и пустотелых заготовок деталей представлены на рис. 29. Формообразование при выдавливании осуществляют по схемам прямого, обратного, комбинированного выдавливания.  [c.150]


М а й о р о в А. С. Альбом частотных характеристик добротности катушек индуктивности на броневых сердечниках типа СБ. Госэнергоиздат, 1958.  [c.389]

Основные электрические характеристики катушек и комплектов катушек индуктивности приведены в табл. 77, а основные размеры, назначение и типы наиболее употребительных ящиков с катушками индуктивности — в табл. 78.  [c.46]

Электрические характеристики катушек индуктивности некоторых типов приведены в табл. 22.  [c.550]

В разработке пассивных разделительных фильтров важную роль играет их конструкция, а также выбор типа конкретных элементов — конденсаторов, а-тушек индуктивности, резисторов, в частности, большое влияние на характеристики АС с фильтрами оказывает взаимное размещение катушек индуктивности, при их неудачном расположении вследствие взаимной связи возможны наводки сигнала между близко расположенными катушками. По этой причине нх рекомендуется располагать взаимно перпендикулярно, только такое расположение позволяет свести к минимуму лх влияние друг на друга. Катушки индук--тивности являются одним из важнейших компонентов пассивных разделительных фильтров. В настоящее время многие зарубежные фирмы применяют катушки индуктивности на сердечниках нз магнитных материалов, обеспечивающих большой динамический диапазон, низкий уровень нелинейных искажений н малые габариты катушек. Однако конструирование катушек с магнитными сердечниками связано с применением специальных материалов, поэтому до настоящею времени многие разработчики применяют катушки с воздушными сердечниками, основные недостатки которых — большие габариты при условии малых потерь (особенно в фильтре низкочастотного канала), а также большой расход меди достоинства — пренебрежимо малые нелинейные искажения.  [c.92]

При каждом малом периодическом ремонте следует проверять, соответствуют ли техническим данным величины пусковых сопротивлений, сопротивлений типа ТСО, а также катушек индуктивных шунтов.  [c.149]

Основным элементом электроискрового источника является накопитель электрической энергии. По ряду соображений технического, технологического и эксплуатационного характера в качестве накопителя энергии, за редким исключением, в технике сильных импульсных токов используются конденсаторы, Отметим сразу же, что возможные конструкции чисто индуктивных, электромеханических накопителей типа тяжелых маховиков, сопряженных с электрическими генераторами или выполненных в виде линейных моторов-генераторов - движущихся с большой скоростью катушек индуктивности, - по удельной весовой энергоемкости на порядок и более могут превосходить емкостные накопители. Они обычно используются в стационарных установках, но в настоящее время являются громоздкими и сложными устройствами, несмотря на большие надежды, связываемые с ними в технике импульсных токов.  [c.10]


Мост с симметрией первого типа обеспечивает получение линейной зависимости силы тока в показывающем приборе от изменения сопротивлений катушек датчика, благодаря чему данная схема находит широкое применение в построении индуктивных приборов для линейных измерений.  [c.110]

Для измерения перемещений в несколько десятков миллиметров используют индуктивные датчики соленоидного типа. Такой датчик состоит из двух катушек, внутри которых находится сердечник-якорь. При перемещении якоря индуктивность катушек меняется пропорционально его массе. Цена делений соленоидных датчиков — от 0,05 до 1 мкм. На рис. 13 изображена схема дифференциального индуктивного датчика соленоидного типа мод. БВ-6067 для измерения больших перемещений.  [c.147]

Индуктивный безрычажный датчик типа ДИ1-М, показанный на фиг. 148, применяют для контроля линейных размеров деталей 1—4-го классов точности. Датчик состоит из цилиндрического корпуса 3, в котором расположены две индуктивные катушки 5. Между сердечниками этих катушек перемещается якорь 6 в виде диска, закрепленного на верхнем конце измерительного штока 9. На другом конце штока ввернут наконечник 10, соприкасающийся с контролируемой деталью 11. Измерительное усилие создается пружиной 4. Свободный ход штока обеспечивается пружиной 7. В верхнюю часть корпуса вставлена втулка 2, через отверстие которой проводит шнур 1 для подключения датчика.  [c.160]

Требуемое магнитное рассеяние можно получить увеличением расстояния между обмотками. В этом случае часть магнитного потока минует вторичную обмотку. Чтобы регулировать индуктивное сопротивление и тем самым устанавливать необходимый режим сварки, следует менять расстояние между обмотками, т. е. часть катушек сделать подвижными. Трансформаторы такого типа называются трансформаторами с подвижными катушками.  [c.53]

У индуктивных тензометров так же, как и у механических индикаторных, имеются два ножа, установленные на подшипниках. Их перемещение в процессе деформации передается не на индикаторы часового типа, а на феррито-вые сердечники катушек, по которым протекает электрический ток (рис. 28). В мостовой схеме первичное и изменяющееся при перемещении ферритовых сердечников вторичное напряжение датчика приводят к возникновению разности напряжений, пропорциональной удлинению образца. Возникающая разность напряжений усиливается и фиксируется самопишущим прибором.  [c.52]

Трансформатор с подвижным магнитным шунтом. К этому типу относятся трансформаторы СТ-150 СТ-480 11 СТАН. Увеличение магнитного рассеяния, что создает большее индуктивное сопротивление, в трансформаторах достигается своеобразным размещением катушек первичной и вторичной обмоток трансформатора и введением специального железного пакета, так называемого магнитного шунта, который вводится перпендикулярно к сердечнику трансформатора между вторичной и первичной обмотка.ми (фиг. 37).  [c.102]

В табл. 11.1 приведены ориентировочные значения [2] температурного коэффициента индуктивности добротности ( и собственной емкости С( катушек различных типов и назначений.  [c.374]

Пределы подстройки катушек цилиндрическими сердечниками можно определить из графиков (рис, 11.11, 11.12) [2], На рис. 11.11 показана зависимость относительного изменения индуктивности от положения сердечников типов СЦР, СЦГ, СЦТ (карбонильное железо) при различных соотношениях между геометрическими раз-  [c.387]

Рк. 2. Некоторые типы катушек индуктивности (о), распределения йеременного тока в скии-слое (6) и вызываемые индукционным механи 1мом поля упругих смещений (в).  [c.539]

Рис. 11.1. Типы катушек индуктивности д —однослойная с шаюм 6 —многослойнгя , в — плоская г—тороидальная С круглым и прямоугольным сечением.
Обмоточные провода. -Такие провода предназначают для обмоток электрических машин, трансформаторов, реле, катушек индуктивности и т. п. Обмоточные провода имеют медную жилу и эмалевую, волокнистую, пленочную и смешанную изоляцию выпускаются провода определенных марок и с жилами из алюминия. Эмалевая изоляция имеет меньшую толщину (Д = 0,01 -h 0,06 мм) по сравнению с другими видами изоляции. Эмалевая изоляция имеет кроме того высокую прочность на истирание и эластичность, У медных обмоточных проводов диаметр жилы d = 0,02 2,44 мл1. Допустимая температура для проводов с эмалевой изоляцией в зависимости от типа эмали составляет 105—120° С. Пробивное напряжение двух слоевэмали, измеренное на скрученных проводах npnZ) = 0,1 0,14 мм, составляет 500 -г- 700 е при D = 0,2 0,4 мм это напряжение увеличивается до 800 1200 в.  [c.283]
Для изготовления катушек индуктивностей тракта ПЧ могут быть использованы унифицированные двух- или трехсекционные каркасы, снабженные подстроечными сердечниками из феррита марки Ф-600, а также броневые сердечники из карбонильного железа типа СБ-1а. Такие каркасы широко применялись в контурах 114 памповых приемников, например таких, как Родина-52 , Рекорд-53 ,  [c.23]

В процессе эксплуатации системы дистанционного управления возникают также неисправности, связанные с фактором качества изготовления отдельных изделий. Например, в пускателях типа ПМЕ происходит отрыв контактов от мостиков, что вызывает вначале подергивание того или иного механизма крана во время работы, а затем и его остановку. Отказ в работе механизмов крана иногда связан с повреждением избирательной ячейки платы блока управления. Чаще всего наблюдается межвитковое замыкание в обмотке катушек индуктивности торов, что также является следствием некачественного изготовления. Нередко в поставляемых установках изготовленные шкафы аппаратуры не имеют заданного исполнения ЛР54, что потенциально способствует развитию условий для возникновения неисправностей.  [c.129]

Наиболее существенным дестабилизирующим фактором при работе частотных преобразователей является изменение температуры окружающей среды. При этом в наибольшей степени изменяется индуктивность катушки. Для оценки этой температурной погрешности были проведены экспериментальные исследования, состоящие в измерении девиации частоты измерительного автогенератора при нагревании и охлаждении катушек индуктивности, выполненных на основе ферритовых сердечников, как это было сказано выше. Катушки были намотаны проводом типа ПЭВ-0,08 на фторопластовые каркасы и имели оптимальное значение Ким- При нагревании температура фиксировалась через каждые 10°С. При охлаждении фиксировалась лишь конечная температура. На рис. 2 графически представлены результаты экспериментов. Кривые 1—3 соответствуют катушке с ферри-товым сердечником типа 41 без стержня, а кривые 1С—ЗС соответствуют тем же условиям, но со стержнем, внесенным на половину длины катушки.  [c.119]

Полученное выражение для полного сопротивления фильтра с кварцевыми пластинами по форме совпадает с выражением для сопротивления параллельного плеча полосового фильтра типа т (фиг. 109, в), и, следовательно, если не принимать в расчет потери, то можно получить ячейку фильтра с полосой пропускания между двумя максимумами затухания, равной 8,5% [22]. Однако фильтр такого типа не нашол практического применения вследствие того, что потери энергии в последовательно включенной катушке оказывают существенное влияние на реальную характеристику фильтра. Поэтому если учесть потери в катушке индуктивности Ьд, то выигрыш, получаемый от кварцевого фильтра, по сравнению с АС-фильтром оказывается незначительным. На частотах последовательного резонанса полное сопротивление определяется активным сопротивлением пос4гедовательно включенных катушек индуктивности, Если сравнивать цепи, имеющие ту же добротность Q, что и последовательно включенная катушка индуктивности />0) то можно показать, что при последовательных резонансах активное сопротивление возрастет приблизительно вдвое по сравнению с сопротивлением кварца и катушки. Следовательно, так ая комбинация дает увеличение добротности вдвое по сравнению со схемой, содержащей только конденсатор и катушку инду1 -тивности. Однако такое повышение добротности не достаточно для того, чтоб >1 обеспечить необходимое увеличение избирательности.  [c.413]

Механизм моделирования программы SPI E имеет встроенные модели для следующих типов аналоговых компонентов резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, катушек трансформаторов с индуктивной связью, независимых и управляемых источников напряжения и тока, линий передачи с потерями и без таковых, переключателей, равномерно распределенных R линий, а также для пяти наиболее часто  [c.231]

Преимущество эквивалентной модели в системе координат [d, q. О] заключается во взаимной неподвижности и строго фиксированном положении катушек, токи которых взаимодействуют друг с другом. Благодаря этому индуктивности bhj и их частные производные по углу взаимного расположения катушек dL jlda становятся постоянными. Более того, токи катушек d, q, отображающих трехфазную обмотку а, Ь. с, являются знакопостоянными в отличие от периодических фазных токов, что вносит дополнительные упрощения в процесс решения. Подставляя постоянные коэффициенты L j и dLnjlda в уравнения динамики типа (3.16) и (3.17), получаем уравнения эквивалентной модели в осях d. q.  [c.85]

Работа приборов бесконтактного типа основана на изменении индуктивного сопротивления катушек дифференциального трансформатора при изменении зазора между сердечниками катушек и якорем. В них якорь I, соединенный с рычагом 2, располагается между сердечниками 3 м. 4 дифференциального трансформатора. Величина воздушного зазора регулируется в пределах от О до 2 мм. Первичные обмотки и намотаны на средних стержнях и включены последовательно во вторичную обмотку питающего трансформатора ПТ. Вторичные обмотки З Л 4 дифференциального трансформатора последовательно соединены с первичной обмоткой трансформатора управления ТрУ1. Вторичные обмотки ТрУ2 и ТрУЗ включены после-  [c.308]

Основным элементом счетно-импульсной системы числового программного управления, определяющим точность ее работы, является датчик обратной связи. Датчики могут быть контактными, например, электроконтактиые, регистрирующие обороты и доли оборотов ходового винта, и бесконтактными. К последним относятся индуктивные датчики различных типов. Некоторое распространение в СССР получили индуктивные датчики с проходным якорем. Принцип действия такого датчика показан на рис. 97, а. Якорь 1 датчика закрепляется на исполнительном органе станка и вместе с ним перемещается по отношению к непод вижным сердечникам катушек Zi и включенных в измерительную мостовую схему (рис. 97, б). Недостатком датчика является значительное магнитное сопротивление, а следовательно, малая чувствительность, так как основной магнитный поток замыкается только по граням сердечников и якоря. Этот недостаток устраняют увеличением количества рабочих граней, т. е. созданием полюсных наконечников на сердечнике и якоре зубчатой формы  [c.171]


На рис. 11.5, б приведена схема бесконтактного преобразователя типа БНД-5 разработки Омского политехнического института. Сердечник 3 преобразователя набран из пластин пермаллоя марки 79НМ толщиной 0,1 мм и состоит из двух половин, имеющих разъем по осевой линии. На каждую половину сердечника надет каркас 8 с катушкой 2. Катушки соединены последовательно. Преобразователь своим торцом устанавливается над измеряемой поверхностью ферромагнитной (стальной) детали, которая выполняет роль якоря. При изменении зазора между деталью и торцом преобразователя меняется индуктивность катушек 2. С помощью преобразователя возможно измерение зазоров до 1,5 мм. Погрешность от нелинейности при измерении зазоров от 0,7 до 1,2 мм составляет 14 %. Преобразователь работает в диапазоне частот 80—8000 Гц, габаритные размеры преобразователя 0 28X 71 мм.  [c.311]

Трансформаторы типов ТДФ-1001 УЗ и ТДФ-1601 УЗ с под-магничиваемым шунтом предназначены для механизированной сварки под флюсом. Трансформатор ТДФ-1001 УЗ (рис. 5.8) имеет стержневой магнитопровод J и неподвижный магнитный шунт 4 также стержневого типа. Магнитная проводимость шунта регулируется с помощью обмотки управления 5, питаемой постоянным током. Первичная обмотка 7, состоящая из двух параллельно соединенных катушек, закреплена у верхнего ярма. Вторичная обмотка состоит из трех частей, по две параллельно соединенные катушки в каждой катушки 2а расположены рядом с первичной обмоткой, а катушки 26 и 2в отделены от нее магнитным шунтом. Падающая ВВАХ у трансформатора с подмагничиваемым шунтом обусловлена увеличенным магнитным рассеянием вследствие размещения первичной и вторичной обмоток (или части последней) на значительном расстоянии друг от друга и наличия магнитного шунта. Основной способ регулирования режима работы трансформатора заключается в изменении индуктивного сопротивления магнитного шунта.  [c.121]

Стационарные приборы с датчиками индуктивного типа (рис. 5.7, б) устанавливают на зарубежных машинах, а также на некоторых машинах ПО Сиблитмаш в каждой направляющей колонне. Деформации измеряют индуктивным датчиком. Основными элементами датчика являются электромагнитные катушки, а также якорь. Щуп постоянно прижат к торцу стержня, вставленного в глубокое отверстие колонны. При перемещении щупа 6 под влиянием деформации колонны изменяется индуктивность системы, так как изменяется положение якоря относительно катушек. Электрические сигналы поступают на индикаторный прибор, находящийся на панели шкафа электроавтоматики или на рабочем пульте машины. Прибор предусматривает блокировку, а также звуковую или световую сигнализацию, срабатывающую при недопустимых отклонениях от требуемой настройки механизма запирания пресс-формы. Дальнейшим шагом совершенствования машин является создание автоматических самонастраивающихся конструкций запирающих механизмов.  [c.171]

На рис. III.6, в изображена принципиальная схема дифференциального индуктивного датчика плунжерного типа с экранирующими кольцами. На измерительном стержне 1 датчика, перемещающемся в направляющих 3, закреплены с рритовый якорь 2 и два медных экранирующих кольца S и 9. Этот датчик обладает высокой чувствительностью, так как изменение индуктивности и Lj обеих катушек зависит от совместного действия двух факторов , положений сердечника и колец. Датчик питается высокочастотным напряжением 50— 100 кгц.  [c.141]

Для повышения чувствительности преобразователя катушку обычно заключают в ферромагнитный кожух. Характеристика соленоидного преобразователя линейна, но в значительной степени зависит от качества намотки катушек. Катушки преобразователя по всей своей длине должны быть строго идентичны как по числу витков, так и по геометрическим размерам. Особую группу составляют преобразователи трансформаторного типа, в которых используется влияние линейного перемещения якоря на 1шдуктивную связь между двумя катушками. На рис. 77, д показан индуктивный преобразователь трансформаторного типа. Обмотка 1 питается от источника переменпого тока. К зажимам второй обмотки 2 подключен вольтметр. При изменении воздушного зазора б изменяется магнитное сопротивление магнитопровода, а следовательно, и величина магнитного потока. В результате изменяется индуктированная во вторичной обмотке э. д. с. Ь г, которая будет равна  [c.173]


Катушки индуктивности Onelec.ru

 

SMD индуктивности

AIML 1 нГн - 330 мкГн ±10%(K)
±20%(M)
45 мОм - 4 Ом 1 мА - 600 мА -25..85 °С Многослойные 0402, 0402C, 0603, 0603C,
0805, 0805C, 1206, 1210
AISC 1 нГн - 1 мГн ±5%(J)
±10%(K)
30 мОм - 21 Ом 40 мА - 1.36 А -55..125 °С (кер.)
-55..85 °С (фер.)
Проволочные,
high current,
керамические,
ферритовые
0402, 0603, 0805, 1008,
1210, 1812
AISM 10 нГн - 10 мГн

±5%(J)
±10%(K)
±20%(M)

30 мОм - 150 Ом 25 мА - 1.8 А -25..85 °С Литой корпус 1008, 1210, 1812, 2220
LQH 0.1 мкГн - 10 мГн ±10%(K)
±20%(M)
7 мОм - 140 Ом 20 мА - 6 А -25..85 °С Проволочные,
high current,
керамические
(1206C, 1210C, 1812C),
экранированные
(1210S, 2220S)
1008, 1206, 1210, 1812,
2220, 1206C, 1210S, 2220S,
1210C, 1812C
SDR 1 мкГн - 560 мкГн

±10%(K)
±15%(L)
±20%(M)

28 мОм - 20 Ом 50 мА - 4.5 А -40..85 °С Проволочные,
high current
0302, 0403, 0504, 0703,
0705, 1004, 1005
SDRS 10 мкГн - 820 мГн ±10%(K)
±20%(M)
50 мОм - 2 Ом 330 мА - 2.65 А -40..85 °С Экранированные 0603, 0704, 1005, 1205
SDRH 1.2 мкГн - 1 мГн ±10%(K)
±20%(M)
7 мОм - 9.44 Ом 80 мА - 9.8 А -25..85 °С Экранированные,
низкопрофильные
0603, 0605, 0703, 0704,
1204, 1205, 1207
SDRH-D 1 мкГн - 680 мкГн ±10%(K)
±20%(M)
14 мОм - 8.9 Ом 110 мА - 6.4 А -40..105 °С Магнитный экран,
низкопрофильные
2D11, 2D18, 3D16,
4D18, 4D28, 5D18, 5D28,
6D28, 6D38, 8D28, 8D43
SDRHxxxx 1 мкГн - 1.5 мГн ±10%(K)
±20%(M)
±30%(N)
14 мОм - 7.8 Ом 120 мА - 6.2 А -40..105 °С Магнитный экран,
низкопрофильные
3818, 5018, 5020, 5028,
6025, 6028, 7028, 7030,
7032, 7045, 10145, 12555,
12565, 12575
SDRh20x 10 мкГн - 1 мГн ±10%(K)
±20%(M)
±30%(N)
26 мОм - 1.94 Ом 350 мА - 3.5 А -40..105 °С
-25..85 °C
Магнитный экран,
низкопрофильные
103, 104, 105
SDR-T 1 мкГн - 1.2 мГн ±10%(K)
±20%(M)
10 мОм - 6.2 Ом 150 мА - 7.2 А -40..105 °С Магнитный экран,
низкопрофильные
проволочные
0703T, 0704T, 7030T, 7045T,
1030T, 1045T, 1305T, 1308T
SDR-LCB 0.82 мкГн - 150 мкГн ±10%(K)
±20%(M)
13 мОм - 917 мОм 310 мА - 3.6 А -25..85 °C Магнитный экран,
низкопрофильные
силовые
62LCB, 62CB, 63LCB, 63CB
SMD-D 2.2 мкГн - 100 мкГн ±20%(M) 60 мОм - 3.3 Ом 170 мА - 950 мА -25..85 °C Силовые,
низкопрофильные,
ферритовые сердечники
(4D11, 4D13)
4D06, 4D08, 4D11, 4D13
CEP-HT 0.36 мкГн - 10.5 мкГн ±10%(K)
±20%(M)
1.2 мОм - 17.2 мОм Ток насыщ. 4.7 А - 30 А -40..105 °С Высокочастотные,
экранированные,
низкопрофильные
104HT, 105HT, 124HT, 125HT,
126HT, 135HT, 159HT,
SDRH Dual Chip 10 мкГн - 1 мГн ±20%(M) 25 мОм - 15.4 Ом 72 мА - 4 А -55..125 °С Проволочные,
2 чипа
0602D, 1205D
SPI 1 мкГн - 4,7 мГн ±10%(K)
±20%(M)
72 мОм - 13 Ом 4 мА - 1.34 А -40..105 °С Силовые,
проволочные
0603S, 0603T
SPI-T 1 мкГн - 1.2 мГн ±20%(M) 9 мОм - 12 Ом 100 мА - 20 А -40..85 °С Силовые,
проволочные
0402T, 0802T, 804T, 0810T,
1109T, 1306T
SPI-S 1 мкГн - 10 мГн ±10%(K)
±20%(M)
20 мОм - 32 Ом 20 мА - 5 А -40..85 °С Силовые,
экранированные
0402S, 0802S, 0804S, 1306S
SPI-C 1 мкГн - 1 мГн ±20%(M) 40 мОм - 22.6 Ом 45 мА - 2.5 А -55..85 °С Силовые,
низкопрофильные,
керамический корпус
0401C, 0402C, 0602C,
SB-T 1.2 мкГн - 5.6 мГн ±10%(K)
±20%(M)
20 мОм - 72 Ом 48 мА - 3.4 А -40..105 °С Ферритовый сердечник,
низкопрофильные
0602T, 0603T
SB 1.5 мкГн - 15 мГн ±15%(Y)
±20%(M)
14 мОм - 40 Ом 70 мА - 5.6 А -40..105 °С Магнитный экран,
силовые
0906, 0908
 

Аксиальные катушки индуктивности

LGA 0.22 мкГн - 33 мГн ±10%(K)
±20%(M)
22 мОм - 250 Ом 8 мА - 3.8 А -25..85 °С
-25..105 °С
Магнитный
сердечник,
ферритовый
сердеченик
0204, 0305, 0307, 0410,
0510, 0512, 0612
LTM 0.22 мкГн - 1 мГн ±10%(K)
±20%(M)
30 мОм - 33 Ом 40 мА - 3.05 А -25..85 °С Ферритовый
сердечник
0307, 0410, 0511
LCHA 18 мкГн - 150 мГн ±10%(K)
±20%(M)
7 мОм - 89.7 Ом 30 мА - 6 А -55..125 °С Термоусадочная
трубка
1425, 1122, 0617, 0410
 

Радиальные катушки индуктивности

LGB 0.22 мкГн - 56 мГн ±5%(J)
±10%(K)
±20%(M)
6 мОм - 295 Ом 18 мА - 5.9 А -25..105 °С Ферритовый
сердечник,
пластиковые
0606, 0810, 0909,
0709, 0809, 1112, 1315
AIRD 1 мкГн - 100 мГн ±10%(K)
±20%(M)
1.2 мОм - 6.6 Ом 800 мА - 55 А -25..85 °С Термоусадочная
трубка
01, 02, 03, 04,
05, 06, 06A, 07,
07A
LCHB 10 мкГн - 47 мГн ±10%(K) 15 мОм - 110 Ом 15 мА - 5.3 А -55..125 °С Термоусадочная
трубка
04, 06
LCh5W 6.3 мкГн - 39 мГн ±10%(K)
±20%(M)
22 мОм - 58 Ом 90 мА - 5.3 А -55..125 °С Проволочные 1006, 1008, 1010, 1014
LCH 10 мкГн - 47 мГн ±10%(K)
±20%(M)
40 мОм - 96 Ом 38 мА - 2.9 А -40..105 °С Проволочные 0605, 0606, 0805, 0807,
0809
LGS 22 мкГн - 1.2 Гн ±5%(J)
±10%(K)
±20%(M)
80 мОм - 845 Ом 8.4 мА - 1.6 А -40..105 °С Магнитный экран,
силовые
0606, 0708,
1009, 1014, 1216, 1519
AIFC 1 мкГн - 10 мГн ±10%(K) 12 мОм - 70 Ом 70 мА - 7 А -40..105 °С Ферритовый сердечник,
силовые
1010
 

Тококомпенсирующие дроссели для сквозного монтажа

TRF 1 мГн - 102 мГн -10..100%(Y) 22 мОм - 1.75 Ом 300 мА - 8 А -40..105 °С Тококомпенсирующие 102, 112, 114,
122, 142, 152,
202, 212, 214,
222, 242, 252
 

Тороидальные катушки индуктивности

TR 10 мкГн - 8.2 мГн ±20%(M) - 0.5 А - 10 А -55..85 °С Силовые,
high current
30, 44, 50, 60,
67, 68, 72, 77,
80, 94, 106, 130,
141
AIMT 5 мкГн - 960 мкГн ±20%(M) 7 мОм - 13 Ом 500 мА - 10 А -55..85 °С Силовые,
high current
01
AIGT 5 мкГн - 500 мкГн ±20%(M) 13 мОм - 940 мОм 1 А - 10 А -55..85 °С Силовые,
high current
10, 20
TRF 200 мкГн - 120 мГн -10..100%(Y) 5 мОм - 1.15 Ом 1 А - 18 А -40..105 °С Синфазные 1814, 2317, 2620, 3525,
3523, 3518, 3622, 4525,
5230

Типы катушек индуктивности - Справочник химика 21

    Для осуществления метода высокочастотного титрования исследуемый раствор подвергается действию высокочастотного электромагнитного поля, создаваемого внутри так называемых измерительных ячеек, которые представляют собой - электрический конденсатор или катушку индуктивности. По этому признаку измерительные ячейки разделяются на две большие группы 1) емкостные ячейки, или ячейки с-типа, и [c.116]
    Катушка индуктивности ячейки типа л выполнена в виде проволочной спирали и заключена в стеклянную трубку, которая целиком погружена в исследуемый раствор. Особенность этой ячейки состоит в наибольшем по сравнению с предыдущими ячейками взаимодействии раствора с магнитной компонентой поля ячейки. [c.129]

    Э-Метры (рис. 29, б)—устройства, широко известные в практике радиотехнических измерений, служащие для определения добротности колебательных контуров и значений индуктивности и емкости, составляющих подобные контуры. При высокочастотном титровании измерительная ячейка подключается к цепи колебательного контура. Такое включение может быть либо параллельным (рис. 30, а) при сравнительно малой электропроводности раствора, либо последовательным (рис. 30, б)—в случае хорошо проводящих объектов. При титровании в ячейке индуктивного типа сосуд с раствором помещают в катушку индуктивности. Если катушка электрически не экранирована от исследуемого раствора, такая ячейка в значительной степени взаимодействует с раствором через электрическую компоненту (см. 13). [c.130]

    Схема, приведенная на рис. 3.28, в, отличается от выше рассмотренной тем, что в ней используется дифференциальная катушка индуктивности, выполняющая роль автотрансформатора. Для уменьшения сопротивлений 2з и 2 обеих половин обмотки трансформатора или катушки по отношению к источнику питания наиболее оптимальным соотношением является отношение индуктивного сопротивления обмотки трансформатора или катушки к измеряемому сопротивлению от 6 1 до 10 1. Следовательно, мостовая схема со вторым типом симметрии из-за наличия потока рассеяния и активного сопротивления обмоток не позволяет получить ту же [c.451]

    На рис. 1-3 представлена измерительная ячейка конденсаторного типа с ее эквивалентными электрическими схемами. Параллельной схемой удобно пользоваться в тех случаях, когда в измерительной схеме прибора параллельно датчику подключается катушка индуктивности или параллельный колебательный контур. В этом случае при резонансе собственной частоты колебательного контура и частоты питающего генератора эквивалентная емкость и сопротивление ячейки могут проявлять свое действие независимо друг от друга согласно уравнениям параллельной эквивалентной цепи. [c.10]

    Измерительные ячейки индуктивного типа характеризуются тем, что сосуд с раствором электролита помещается в качестве сердечника в катушку индуктивности, питаемую высокочастотным напряжением. [c.35]

    Для индуктивных ячеек предлагаются три типа эквивалентных схем трансформаторная (рис. 1-12,6), последовательная (рис. 1-12,б) и схема без связи (рис. 1-12,г) [Л. 17]. В этих схемах 1—индуктивность самой катушки 2 — дополнительная индуктивность анализируемого раствора в сосуде, определяемая его геометрией Яг — активное сопротивление катушки индуктивности Я2— дополнительное сопротивление анализируемого раствора в сосуде Я — эквивалентное сопротивление индуктивной ячейки. [c.37]

    На рис. 3-7 представлена схема автоматического высокочастотного кондуктометра типа АВК-58 Л. 16], предназначенного для измерения концентрации серной кислоты в пределах 0—10%. Принцип действия прибора основан на измерении потерь высокочастотной энергии в колебательном контуре, одним из элементов которого является катушка индуктивности с. анализируемым раствором. Эти потери являются функцией концентрации раствора, если изменение последней однозначно из-58 [c.58]

    Блок зарядки состоит из высоковольтной установки типа АИИ-70 либо УПУ-1М. Выпрямленное регулируемое высокое напряжение подается к одному из электродов через катушку индуктивности 12 в цепь зарядки рабочего конденсатора. [c.102]

    В последнее время нашли применение безэлектродные высокочастотные концентратомеры, являющиеся разновидностью кондуктометрических приборов. В зависимости от вида измерительной ячейки эти концентратомеры могут быть конденсаторного и индуктивного типа [9]. В концентратомерах конденса-торного типа измерительная ячейка состоит (рис. 20, а) из стеклянного сосуда 1 с исследуемым раствором 2, на поверхности которого устанавливаются изолированные друг от друга металлические электроды, служащие обкладками конденсатора. В концентратомерах индуктивного типа (рис. 20, б) стеклянный сосуд помещен внутрь катушки индуктивности. [c.60]

    Электролитическая ячейка емкостного типа, которую подключают параллельно катушке индуктивности, образует вместе с ней колебательный контур. Добротность контура будет меняться в процессе титрования в результате изменения проводимости раствора. Это отразится на значении сеточного тока, величина которого и может служить мерой электропроводности раствора. [c.263]

    Электролитическая ячейка емкостного типа, которую подключают параллельно катушке индуктивности, образует вместе с ней колебательный контур. Добротность контура будет меняться в про- [c.228]

    В резонанс. После этого амплитуда резонансных колебаний на контурах будет обратно пропорциональна их добротности. Разность напряжений между контурами после выпрямления подается на измерительный прибор, в качестве которого может служить гальванометр типа М-82. Все катушки индуктивности намотаны на ферри-товых сердечниках диаметром 9 мм проводом ПЭЛ 0,25. Катушки [c.239]


    Основные типы автогенераторов. Два распространенных тина автогенераторов ( трехточек ) представлена на рис. 39. Один из них является индуктивным или автотрансформаторным типом, второй — емкостной трехточкой . Разделительный конденсатор Ср обладает большой емкостью, поэтому он полностью шунтирует высокочастотную составляюш ую анодного тока лампы. Следовательно, зажимы а катушки индуктивности во всех случаях могут считаться соединенными с анодом лампы, а точки б — с ее сеткой. В соответствии с выражениями (4.2, 4.3) и (4.6) условие амплитуд для этих схем записываются следующим образом  [c.88]

    Трудно найти радиотехническое устройство, в котором не использовались бы электрические фильтры. Первые простейшие фильтры, служившие для разделения телеграфных и телефонных сигналов, передававшихся по одному проводу, и состоявшие из одной катушки индуктивности и одного конденсатора, были применены русским военным связистом капитаном Игнатьевым еще в XIX веке. Другим простейшим типом фильтров, появившимся практически с момента зарождения радиотехники, был колебательный контур, также состоящий из катушки индуктивности и конденсатора. [c.5]

    Схема весов, приведенная на рис. 3.17, включает в себя генератор 1, преобразователь перемещения 2 подвижной системы, представляющий собой равноплечее коромысло 5 с подвесками 8, детектор 3, усилитель 4, магнитоэлектрические обратные преобразователи соленоидного типа 6, закрепленные на тягах коромысла постоянные магниты 7, дифференциальный индуктивный датчик, включающий катушки 10, и сердечник [c.67]

    Напряжение 220 в, I = 3—3,5а, С = 0,005—0,01 мкф, катушка индуктивности отключена. Аналитический промежуток2,5лш, постоянный электрод — пруток электролитической меди с диаметром 3—4 лш. Применяется спектрограф кварцевый, средней дисперсии, ширина щели спектрографа 0,025 лш. Предварительное обыскривание в течение 60 сек., экспозиция зависит от чувствительности пластинки (спектральные типа I). Используется аналитическая пара линий А1 3082,16 — Fe 3083,74 А. Относительная ошибка метода 3,5%. [c.150]

    На рис. 4-25 представлена схема электронного влагомера типа ЭВК-6 [Л. 16]. В зависимости от типа применяемого датчика этот прибор может быть использован для измерения влажности твердых монолитных и сыпучих материалов, а также жидких сред. Влагомер состоит из высокочастотного генератора, собранного на лампе и настроенного на частоту 2,8 Мгц. Катушки индуктивных колебаний контуров намотаны на тороидальный сердечник из оксифера. [c.106]

    Индуктивной ячейкой называется сосуд из диэлектрика с раствором, помещенный в магнитное поле катушки индуктивности (рис. 17, А). Особенностью ячеек этого типа является повышенная чувствительность к изменению электропроводности в хорошо проводящих средах. Наиример, в работе [17] показано, что измеримой эффект взаимодействия растворов сильных электролитов с магнитным нолем ячейки индуктивного типа наблюдается лишь при концентрациях растворов не ниже 0,1—0,4 молъ1л (нри частоте поля 5—55 Мгц). Это явление объясняется вероятно тем, что взаимодействие через магнитную компоненту возможно только при наличии собственного магнитного поля раствора, что предполагает в нем наличие значительных токов проводимости (1.60). [c.45]

    В Советском Союзе используется литцендрат типа ЛЭШО и ЛЭШД (рекомендации см. в работах Майоров А. С. Альбом частотных характеристик добротности катушек индуктивности на броневых сердечниках шпа СБ. М., Госэнергоиздат, 1958), Васильева Л. С., Завалина И. Н., Кали-нер Р. С. Катушки индуктивности аппаратуры связи. М., Связь , 1973. Прим. ред.) [c.32]

    Генератор типа УЗГ-20 в основном предназначен для питания большого числа магнистострикционных излучателей, работающих на жидкую фазу. Схема самовозбуждения, применяемая в генераторе типа УЗГ-20, аналогична генератору УЗГ-10 (см. ниже). Генератор собран по двухтактной схеме с самовозбуждением на двух лампах ГУ-10А. Анодное питание параллельное, без разделительных конденсаторов. В схеме предусмотрено повышение к. п. д. генератора до 80—85% за счет прямоугольного импульса, полученного на анодах и сетках ламп с помощью анодного и сеточного дросселей. Колебательный контур находится в цепи анода и образован параллельным соединением катушки индуктивности батареи конденсаторов. [c.81]

    Для измерения амплитуды колебаний поверхности излучателя или инст1румента, с ним соединенного, используются приборы типа УБВ (А. В. Стамов-Витковский). В приборах этого типа используется -следующий принцип измерения. В приборах УБВ-2 при близком взаимном расположении катушки датчика и вибрирующей металлической поверхности индуктивность катушки будет зависеть от магнитной проницаемости участка от катушки до поверхности металла. Вместо катушки индуктивности можно также применить в качестве датчика конденсатор, емкость которого зависит от расстояния между пластинами. При изменении расстояния между катушкой и вибрирующим объектом будет меняться магнитная проводимость этого участка и, следовательно, индуктивность катушки датчика или его емкость. [c.22]

    Виброметр типа УБВС-3. Основным отличием прибора УБВС-3 является применение в нем селективного усилителя. Прибор состоит из гене ратора, полосового усилителя, ЧМ детектора, селективного и выходного усилителей и индикатора. В качестве датчика используется катушка индуктивности колебательного контура. [c.23]

    Реле уровня 38Е фирмы Данфосс (Дания). Реле 38Е состоит из датчика уровня поплавкового типа с катушкой индуктивности и блока усилителя с выходным реле. [c.167]

    Конструкция счетчика типа Тур б о к в а ит (рис. 16). В нефтяной промышленности широко используют счетчики типов НОРД (Россия) и Турбоквант (Венгрия). Их конструкция и принцип действия примерно одинаковы. Стальнок корпус / устанавливают на фланцах непосредственно в трубопроводе соответствующего диаметра. Внутри корпуса закреплены с помощью распорных пластигг 8 передняя 2 и задняя 3 опоры, в которых вращается ротор 4. На ось ротора помещают зубчатый диск иэ ферромагнитного материала. В верхней части корпуса находится индуктивный датчик, состоящий из катушки 5. якоря 7 и расположенного внутри катушки постоянного. магнита 6. При каждом обороте ротора индуктивный датчик выдает импульсы, число которых равно числу зубьев ферпо-магнитного диска. Для увеличения мощности сигналов в датчик ио заказу может быть встроен предварительный усилитель. При ЭТОМ , дальность передачи импульсов достигает 700—8()0 м. [c.67]

    Расстояние между электродами может изменяться от 20 до 40 см. Электроды через подвесные проходные изоляторы 3 подсоединены к высоковольтным выводам двух трансформаторов 5 типа ОМ-66/35 мощностью по 50 кВА. Они установлены наверху технологической емкости. Напряжение между электродами может иметь значения II, 33 и 44 кВ. Для ограничения величины тока и защиты электрооборудования от короткого замыкания в цепь первичной обмотки трансформаторов включены реактивные катушки 4 типа РОС-50/05. Реактивные катушки обладают большой индуктивностью, поэтому при возрастании тока происходит перераспределение напряжений и разность потенциалов между электродами уменьшается. Реактивные катушки установлены наверху технологической емкости рядом с трансформаторами. Нагретая нефтяная эмульсия 1, содержащая реа-гентдеэмульгатор и до 10% пресной воды, поступает через два распределителя эмульсии 6 под слой отделившейся воды и поднимается вверх. После прохода через границу раздела вода-нефть нефтяная эмульсия попадает сначала в зону низкой напряженности электрического поля, образующейся между нижним электродом и поверхностью отделившейся воды, и затем в зону высокой напряженности между верхним и нижним электродами. Под действием электрического поля капли воды, содержащиеся в нефти, поляризуются, взаимно притягиваясь друг к другу, коалесцируют, укрупняются и осаждаются. Обезвоженная и обессоленная нефть II выводится сверху аппарата через сборник нефти 2, а отделившаяся вода III - снизу. [c.79]

    Оба описанных выше типа реле пригодны лишь в случае ограниченной частоты включения, так как при этом включается и выключается ток в индуктивном контуре катушки. При регулировании температуры с помощью контактных термометров приходится. иметь дело с частыми включени-ями и выключениями, для чего значительно больше пригодны реле типа Т , которые снабжены добавочным сопротивлением. [c.480]

    Напряжение во вторичной цепи трансформатора 3000 в, ток питания трансформатора 0,8 а, величина зазора в задающем разряднике 0,9—1 мм. Емкость разрядного контура 0,01 мкф, емкость шунтирующего конденсатора 120 пф индуктивность катушки 0,01 мгн, аналитический промежуток l,8лширина щели спектрографа 0,015 лш. В качестве подставного электрода применяют пруток из электролитической меди с диаметром 5—блш, заточенный в рабочей части на цилиндр с диаметром 1,6 лш. Спектры снимают без конденсора, расстояние от искры до щели спектрографа ЮОлш. Предварительное обыскривание в течение 35—40 сек., экспозиция 25—30 сек., фотопластинки спектральные типа 1 используется аналитическая пара линий А1 3082,15 —Ее 3083,74 А. Определяемые пределы 0,04—2,0%, относительная ошибка не больше 4,5% [212а]. [c.149]

    Ферросилиций измельчают в железной ступке в порошок (200 меш), последний тщательно перемешивают с медным порошком в соотношении 3 7. Из 1 г этой смеси прессуют брикеты диаметром 7 мм. Источник света — генератор ИГ-2, ток питания генератора За емкость конденсатора 0,01 мкф, индуктивность катушки 10 мкгн, промежуток в разряднике 3,7 мм, аналитический промежуток 2,7 мм. Постоянный электрод — угольный пруток диаметром 5 мм, заточенный на усеченный конус с площадкой диаметром 1 мм. Ширина щели спектрографа 0,025 мм предварительное обыскривание 60 сек., экспозиция 30 сек. Фотопластинки спек-ральные типа I или диапозитивные чувствительностью 0,5 ед. ГОСТ. Аналитическая пара линий А1 3082,16 — Си 3108, 60 А. Определяемые пределы 1,50—5,0% алюминия. Относительная ошибка метода 2,9%. [c.152]

    Используют спектрограф средней днсперсин, источник возбуждения — конденсированная искра, включенная по простой схеме (без прерывателя). Ток питания генератора 1,5—2 а, напряжение во вторичной цепи трансформатора 12 000 емкость конденсатора 0,01 мкф, индуктивность катушки 0,1 мгн. Аналитический промежуток 3 мм, ширина щелн спектрографа 0,025 лл. В качестве постоянного электрода применяют графитовый или угольный стержень, заточенный на усеченный конус с площадкой диаметром 2—2,5 мм. Предварительное обыскривание 120 сек., применяют фотопластинки спектральные типа 1 или диапозитивные. Аналитическая пара линий А1 3082,16 — Си 3073,90 А, определяемые пределы 0,01—0,2 % алюминия. [c.154]

    В высокочастотных титрометрах второго типа—Q-мeтpax используется влияние ячейки на электрические параметры генератора. На рис. 203 изображена одна из схем Q-мeт-рического титрования. В этой схеме ячейка 1 индуктивно при помощи катушки 2 связана с колебательным контуром генератора 3. Изменение электропроводности раствора в ячейке вызывает изменение потерь в колебательном контуре генератора, что приводит к изменениям сеточного тока, измеряемого микроамперметром 4, и анодного тока," измеряемого микроамперметром 5. Наблюдение сеточного тока удобнее, чем анодного тока. В точке эквивалентности происходит резкое изменение сеточного тока. [c.358]

    Разработана более совершенная конструкция высокочастотного кондуктометра (АВК-60-1) для измерения и регулирования концентрации соляной кислоты в аппарате для выделения гидразобензола. Этот прибор имеет погружной датчик индуктивного типа. В стеклянном закрытом стакане закреплен ферри--говый стережень с обмоткой. Нижняя часть стакана дополнительно защищена фторопластом. Электрические свойства катушки, являющейся одним из элементов схемы, в которую включен генератор высокой частоты, изменяются в зависимости от концентрации НС1 в суспензии. Преимущество конструкции этого прибора состоит в том, что чувствительный элемент датчика вообще не соприкасается с реакционной средой. Это особенно важно в связи с тем, что реакционная среда содержит взвесь твердых частиц гидразобензола. Данный прибор применим также для измерения концентрации НС1 в растворе в диапазонах 15—19 и 21—27%. [c.225]

    Дифманометры — кольцевые весы выпускаются также с индуктивной системой передачи показаний на расстояние, аналогичной той, которая применяется для поплавковых дифманометров. Для этого в показывающих типа ДКТПВЭ и ДКТПРЭ и бесшкальных дифманометрах устанавливается катушка, внутри которой. плунжер перемещается при повороте кольца. [c.205]

    Регулятор влажности с датчиком ДВИП. При измерении влажности воздуха в камерах с низкими температурами применение психрометрического метода требует очень высокой точности измерения температуры. Волосяные гигрометры дают большую остаточную деформацию. Поэтому в настоящее время на крупных холодильниках получили распространение регуляторы относительной влажности с датчиком типа ДВИП (рис. 90). Чувствительным элементом этого датчика служит мембрана 1, изготовленная из гигроскопической пленки. При повышении влажности мембрана прогибается и сердечник 2 опускается, изменяя индуктивное сопротивление катушки 3. Возникающий разбаланс дифференциально-мостовой схемы подается на электронный усилитель ЭУ вторичного прибора ДСР-1, к которому подключен ДВИП. Усиленный сигнал разбаланса поступает на управляющую обмотку реверсивного двигателя РД. При вращении двигателя кулачок К перемещает сердечник катушки вторичного прибора до тех пор, пока не устранится разбаланс, вызванный перемещением сердечника ДВИП. Двигатель РД останавливается, когда напряжение на входе [c.176]

    Недостатком такого типа индуктивных выключателей, работающих на принципе рассеяния магнитного потока при размыкании магнитопровода, является необходимость более или менее точной установ ки якоря в момент замыкания поля отиоситетельно наконечников. При несоблюдении этого условия работа индуктивных выключателей становится ненадежной, потому что изменение силы тока в катушке реле может оказаться недостаточным для его срабатывания. [c.435]

    Ячейки для Т. и их эквивалентные схемы а — емкостного тииа б — индуктивного типа В — сопротивление раствора i — емкость конденсатора, образованного раствором, стенкой ячейки и наружными электродами с., — емкость раствора Я, Li,L2, М — соответствешю эквивалентное сопротивление раствора, его индуктивность, взаимоиндукция катушки Li и раствора. [c.98]

    Из комбинированных схем регуляторов непрямого действия широкое распространение приобрела электронно-пневматич. система. Примером может служить регулятор типа ЭРПР-2, предназначенный для регулирования малых расходов жидкостей и пригодный для регулирования любых параметров, преобразованных в перемещение сердечника дифференциальной индуктивной катушки. [c.297]

    Пленочный датчик влажности типа ДВИП (рис. 98,в), как и волосяной гигрометр, преобразует изменение относительной влажности в перемещения. С повышением ф упругость мембраны из гигроскопической пленки 1 падает и плунжер 2, опускаясь, увеличивает индуктивность нижней катушки 3, одновременно уменьшая индуктивность верхней катушки. Диапазон измерения ф от 40 до 98% при температуре воздуха от —30 до -35°С. Погрешность 5%. [c.162]


1. Классификация и основные технические параметры катушек индуктивности

Лекция № 6 (2.3.) Катушки индуктивности

2. Основные элементы катушек индуктивности

3. Расчет индуктивности и собственной емкости катушек индуктивности

  1. Классификация и основные технические параметры катушек индуктивности

Как магнитное, так и электрическое поля создаются тем или иным элементом цепи. В случае статических полей, магнитное и электрическое поля могут существовать независимо друг от друга. Переменное же электрическое поле всегда неразрывно связано с беременным магнитным полем. Однако, несмотря на эту связь, можно выделить детали, назначение которых состоит в создании или в преимущественном использовании одного из этих полей. Применительно к электрическому полю такими деталями являются конденсаторы, а применительно к магнитному - детали, называемые катушками индуктивности.

Любой проводник с током создает в окружающем его пространстве магнитное поле. Для концентрации поля в заданном локальном объеме проводник с током свертывается в цилиндрическую спираль, называемую в электротехнике соленоидом.

В радиоэлектронике вместо термина "соленоид" используется наименование «катушка индуктивности»(лат.inductio- наведение). Используя различное число вит­ков, изменяя их форму или помещая внутрь катушки сердечник с повышенным значением, можно при одной и той же величине тока, протекающего через катушку, создавать магнитное поле различной интенсивности.

Классификация катушек индуктивности

Катушки индуктивности можно классифицировать по ряду при­знаков.

По конструкцииони подразделяются на:

  • однослойные и многослойные,

  • на каркасах и бескаркасные,

  • с сердечниками и без сердечников,

  • на экранированные и неэкранированные,

  • высокочастотные (обладающие индуктивным характером полного сопротивления в диапазоне частот от 100 кГцдо400 МГц) и низкочастотные и т.д.

По назначениюкатушки индуктивности подразделяются на:

  • контурные,

  • катушки связи,

  • дроссели высокой и низкой частоты и т.п.

Основные характеристики и параметры катушек индуктивности

Основными характеристиками катушек являются индуктивность, собственная емкость, активное сопротивление и добротность, температурная стабильность индуктивности. Рассмотрим эти параметры.

Индуктивность катушки L- основной параметр, определяющий реактивное сопротивление, которым обладает катушка в электрической цепи. При расчете индуктивности катушек различной конструкции пользуются полуэмпирическими формулами и вспомогательными графиками, приводимыми в справочной литературе. В отличие от конденсаторов и резисторов, номинальные значения индуктивности катушек (исключение составляют унифицированные ВЧ и НЧ дроссели) ГОСТами не нормируются, а определяются исходя из стандартов предприятий или технических условий на конкретную аппаратуру. В РЭА применяются катушки с индуктивностью от долей микрогенри (контурные высокочастотные) до десятков генри (дроссели фильтров выпрямителей). Контурные катушки по величине индуктивности изготовляются с точностью0,2...0,5%,а для других катушек индуктивности допустима точность10...15%.

Собственная емкостькатушкиCLобусловлена существованием электрического поля между ее отдельными вит­ками, а также между отдельными витками и корпусом (и экраном, если он имеется)прибора. Обычно считают(кадр 1),что соб­ственная емкость катушки состоит из внутреннеймежвитковой емкостиВН  C ВН  iимонтажной емкостиCМ  C М  i,т. е. CL  ВН  + CМ.

С увеличением диаметра намотки и уменьшением ее шага емкость ВН  возрастает. Существенное увеличение емкостиВН происходит при использовании каркасов катушек из материалов с повышенным значением.

Монтажная емкость CМзависит от расположения катушки по отношению к шасси устройства, другим деталям, от размеров и формы экрана, если катушка экранирована. Из-за сложной конфигурации электрических полей точный расчет емкостиCLпрактически невозможен и ее величину обычно определяют экспериментально. У применяемых в РЭА катушек индук­тивности величинаCL обычно составляет от единиц до десятков и (при многослойной намотке) пикофарад.

Сопротивление потерь. Добротность катушки индуктивности. На низких частотах активное сопротивление катушки индуктивности можно считать равным сопротивлению провода ее обмотки на постоянном токе. С переходом на более высокие частоты начинает проявлятьсяповерхностный эффекти активное сопротивление катушки возрастает. Кроме то­го, при сворачивании провода в спираль, т.е. при его намотке на катушку, магнитное поле проводника искажается вследствие появления магнитной связи между отдельными витками, и оно оказывается несимметричным относительно сечения провода. Это, в свою очередь, приводит к неравномерному распределению тока по периметру сечения проводника: внутри витка плотность тока будет выше. Смещение тока высокой частоты к оси обмотки катушки носит названиеэффекта близости. Его влияние также уве­личивает активное сопротивление катушки.

Таким образом, можно считать, что активное сопротивление провода обмотки на переменном токе R~RПЭ +RБ, гдеRПЭ- составляющая сопротивления, зависящая от поверхностного эффекта,RБ.- составляющая, показывающая дополнительное возрастание сопротивления провода обмотки вследствие эффекта близости.

При фиксированном значении частоты переменного тока величинаПЭбудет тем меньше, чем больше диаметр проводаd.

Эф­фект близости, наоборот, проявляется более заметно с возрастанием диаметра провода d, т.е. с увеличением диаметра величинаБвозрастает. Нарис.2.3.2показаны кривые этих зависимостей и зависимость полного сопротивления провода обмотки R~ ПЭ +R Б  = f(d)от его диаметра. Для каждого значения частоты переменного тока существует оптимальный диаметр проводаdОПТ, при котором активное сопротивление катушкиR~ MIN, т.е. оно минимально.

Сопротивление провода R~ на частотах до 1МГцможно уменьшить на30...40%,если вместо провода круглого сечения для намотки катушки применитьлитцендрат - многожильный провод, состоящий из отдельных перевитых друг с другом проводников малого сечения, изолированных друг от друга. Это объясняется тем, что поверхность литцендрата оказывается намного больше поверхности монолитного провода, имеющего ту же площадь поперечного сече­ния.

Величину R~ как параметр катушки для сравнения между собой различных катушек обычно не используют. Ею пользуются лишь для теплового расчета катушек индуктивности в выходных каскадах мощных радиопередатчиков.

Для сравнения между собой отдельных катушек удобнее использовать параметр, определяющий активные потери как относительную величину, определяемую сравнением энергии W R, которая затрачивается в сопротивленииR~ за период гармонического колебания, с максимальной энергиейW L,запасаемой в магнитном поле катушки. Отношение

W L, / W R =   L / 2R~ 

и характеризует качество катушки. Однако для упрощения расчетов параметром катушки принято считать величину в 2раз большуюW L, / W R:

Q =  L / R~  (2.3.1)

Эта величина называется добротностьюкатушки индуктивности.

Чем выше добротность, тем меньше величина потерь в катушке и выше ее качество. Значение Qопределяется выбором типа обмотки, материала каркаса, конструкцией катушки и влиянием окружающих катушку других деталей при ее монтаже в аппаратуре.

В зависимости от влияния перечисленных факторов добротность применяемых в РЭА катушек обычно лежит в пределах 50...600, а при наличии сердечников может быть и выше.

Температурный коэффициент индуктивности.Изменение температуры окружающей среды приводит к тому, что меняются длина и диаметр провода обмотки, размеры каркаса катушки, диэлектрическая проницаемость материала каркаса и изоляции и т.д. Это приводит к изменению индуктивности катушки и ее добротности. Мерой зависимости индуктивности катушки от температуры являетсятемпературный коэффициент индуктивности(ТКИ),определяемый аналогично другим температурным коэффициентам. Для катушек с многослойной обмоткойТКИ = (50...500)10 - 6 К, для катушек с однослойной обмоткой ТКИ существенно ниже.

Для повышения температурной стабильности катушек приме­няют пропитку их каркасов и изоляции, используют керамические каркасы с обмоткой, выполненной методом вжигания серебра, и герметизацию катушек. можно считать, что добротность катушек снижается в среднем на 1 %на каждые3°сприращения температуры по отношению к их добротности при20°с. воздействие влаги может привести к существенному изменению (до30 %) собственной емкости и добротности катушек. Обычно это изменение носит обратимый характер, и после сушки величиныиclпринимают практически прежние значения.

Типы индукторов и сердечников, их применение и применение

Катушки индуктивности, устройства, передающие и измеряющие ток в зависимости от величины приложенного напряжения, по сути, представляют собой электромагниты, которые накапливают и высвобождают электрический ток. При подаче тока катушка индуктивности накапливает ток для создания магнитного поля. В конце концов, катушка создает поле, и ток передается через катушку, пока магнитное поле не исчезнет, ​​и процесс должен начаться снова. Индукторы обычно используются в радиочастотных приложениях для передачи тока и минимизации обратной связи и помех, а также могут использоваться в цепях для уменьшения электрического потока.

Вы можете узнать больше о функциях индукторов на HyperPhysics.

Чтобы найти поставщиков индукторов, щелкните здесь.

Типы индукторов

Тип ферритового индуктора

Изображение предоставлено: Shutterstock / Jurgis Mankauskas

Как и многие электрические устройства, существуют разные модели для конкретных применений. Связанные, многослойные, литые индукторы и индукторы с керамическим сердечником - все распространенные типы, используемые в коммерческих и промышленных приложениях:

Сопряженные индукторы

Связанные индукторы обладают магнитным потоком, который зависит от других проводников, с которыми они связаны.Когда необходима взаимная индуктивность, часто используются связанные индукторы. Трансформатор - это разновидность спаренного индуктора.

Многослойные индукторы

Этот особый тип индуктора состоит из многослойной катушки, многократно намотанной вокруг сердечника. Благодаря наличию нескольких слоев и изоляции между ними многослойные индукторы имеют высокий уровень индуктивности.

Катушки индуктивности с керамическим сердечником

Несмотря на то, что существует множество типов сердечников, индуктор с керамическим сердечником уникален тем, что имеет диэлектрический керамический сердечник, что означает, что он не может хранить много энергии, но имеет очень низкие искажения и гистерезис.

Литые индукторы

Эти индукторы имеют пластиковую или керамическую изоляцию. Часто используемые в печатных платах, они могут иметь цилиндрическую или стержневую форму с обмотками с выводами на каждом конце.

Типы ядер

Помимо индукторов с керамическим сердечником, для достижения определенных результатов можно использовать сердечники из других материалов. Поскольку сердечник - это материал, вокруг которого наматывается катушка, он напрямую влияет на индуктивность. Катушки, намотанные на сердечники на основе железа, дают большую индуктивность, чем катушки, намотанные на сердечники не на основе железа.

Воздушное ядро ​​

В этой конфигурации просто нет ядра. Отсутствие металлического сердечника приводит к очень небольшим искажениям, но к тому же катушка должна быть очень длинной, чтобы выдерживать большую индуктивность, что приводит к большой индуктивности.

Индуктор со стальным сердечником

Для применений с низким сопротивлением и высокой индуктивностью стальные сердечники являются ступенью выше воздушных сердечников. Чем плотнее стальной сердечник, тем меньше проблем с магнитным насыщением сердечника.

Твердые ферритовые сердечники

Когда дело доходит до максимального сопротивления, твердые ферритовые сердечники находятся в верхней части списка.Однако при работе с высокой индуктивностью они не всегда надежны и имеют тенденцию относительно быстро достигать своего уровня магнитного насыщения. В ферритовых сердечниках будет использоваться другой ферритовый материал в зависимости от области применения, такой как марганец-цинк для определенных видов антенных стержней, причем различные материалы предлагают различные преимущества. Доступны порошковые ферритовые сердечники, которые более плотны и обладают большей линейностью, чем сплошные ферритовые сердечники.

Индукторы в цепях и предотвращение отдачи

Поскольку индукторы не поддерживают постоянный уровень напряжения между выводами, невозможно внезапно остановить ток.Если ток проходит через цепь с замкнутым переключателем, катушка индуктивности позволяет току течь и создает электромагнитное поле. Если переключатель цепи затем разомкнут, индуктор продолжит попытки передать ток, и при этом один из выводов индуктора может переключать заряды с отрицательного на положительный. Это в конечном итоге приведет к перегрузке контакта клеммы. Если контакт перегружен, коммутатор испытает помехи и повреждение, что приведет к сокращению срока службы.Такого рода проблем можно избежать, просто используя диод, хотя для высокоскоростных приложений может быть предпочтительнее резистор.

Если вы хотите найти поставщиков индукторов, щелкните здесь.

Прочие изделия из двигателей

Прочие «виды» изделий

Больше от Automation & Electronics

Типы индукторов и их применение

Типы индукторов на основе сердечника

Существуют различные типы индукторов. В зависимости от типа материала они в основном подразделяются на следующие категории:

Индуктор с воздушным сердечником

Индуктор с воздушным сердечником

Катушки индуктивности с керамическим сердечником называются «индукторы с воздушным сердечником ».Керамика - наиболее часто используемый материал для сердечников индуктора. Керамика имеет очень низкий коэффициент теплового расширения, поэтому даже для диапазона рабочих температур стабильность индуктивности индуктора остается высокой. Поскольку керамика не обладает магнитными свойствами, не происходит увеличения значения проницаемости из-за материала сердечника.

Его основная цель - придать форму катушке. В некоторых случаях он также обеспечивает конструкцию для удержания клемм на месте. Основное преимущество этих индукторов - очень низкие потери в сердечнике, высокая добротность.Они в основном используются в высокочастотных приложениях, где требуются низкие значения индуктивности.

Вернуться к началу

Индуктор с железным сердечником

В тех областях, где требуются малоразмерные катушки индуктивности, эти катушки с железным сердечником являются лучшим вариантом. Эти катушки индуктивности обладают высокой мощностью и высоким значением индуктивности, но имеют ограниченную пропускную способность на высоких частотах. Они применимы в аудиооборудовании. По сравнению с другими основными индикаторами их применение очень ограничено.

Индуктор с железным сердечником

В начало

Индуктор с ферритовым сердечником

Феррит также называют ферромагнитным материалом.Они обладают магнитными свойствами. Они состоят из смешанного оксида металла, железа и других элементов, образующих кристаллические структуры. Общий состав ферритов - XFe 2 O 4 . Где X представляет собой переходные материалы. В основном используются легко намагничиваемые комбинации материалов, таких как марганец и цинк (MnZn), никель и цинк (niZn).

Ферриты в основном бывают двух типов: мягкие ферриты и твердые ферриты. Они классифицируются по магнитной коэрцитивности.Коэрцитивность - это напряженность магнитного поля, необходимая для размагничивания ферромагнитного материала от состояния полного насыщения до нуля.

Мягкий феррит

Эти материалы будут иметь возможность изменять полярность своей намагниченности без какого-либо определенного количества энергии, необходимого для изменения полярности магнитного поля.

Жесткий феррит

Их также называют постоянными магнитами. Они сохранят полярность намагничивания даже после снятия магнитного поля.
Катушка индуктивности с ферритовым сердечником поможет улучшить характеристики индуктора за счет увеличения проницаемости катушки, что приводит к увеличению значения индуктивности. Уровень магнитной проницаемости ферритового сердечника, используемого в индукторах, будет зависеть от материала феррита. Этот уровень проницаемости колеблется от 20 до 15 000 в зависимости от материала феррита. Таким образом, индуктивность ферритового сердечника очень высока по сравнению с индуктором с воздушным сердечником.

Индуктор с ферритовым сердечником

Вернуться к началу

Индуктор из железного порошка

Они сформированы из очень мелких частиц с изолированными частицами высокочистого железного порошка.Этот тип индуктора почти на 100% содержит только железо. Это дает нам прочную сердцевину, когда эта сила железа сжимается под очень высоким давлением и смешивается со связующим, таким как эпоксидная или фенольная смола. Благодаря этому железный порошок образует твердую магнитную структуру, состоящую из распределенного воздушного зазора.

Благодаря этому воздушному зазору он способен сохранять высокий магнитный поток по сравнению с ферритовым сердечником. Эта характеристика позволяет более высокому уровню постоянного тока проходить через катушку индуктивности до того, как индуктор насыщается.Это приводит к снижению проницаемости керна.

В основном начальная проницаемость ниже 100. Таким образом, эти индукторы обладают стабильностью при высоких температурах. В основном они применяются в импульсных источниках питания.

Сердечники из железного порошка

В начало

Индуктор с ламинированным сердечником

Эти материалы сердечника формируются путем наложения множества слоев друг на друга. Эти листы могут быть изготовлены из разных материалов и иметь разную толщину.Таким образом, эта конструкция имеет большую гибкость. Эти листы сделаны из стали с изоляционным материалом между ними.

Они расположены параллельно полю, чтобы избежать потерь на вихревые токи между пластинами. Они используются в низкочастотных детекторах. Они имеют высокие уровни мощности, поэтому в основном используются в устройствах фильтрации мощности для частот возбуждения выше нескольких кГц.

индуктор с многослойным сердечником

Вернуться к началу

Катушечный индуктор

Они намотаны на цилиндрическую катушку, поэтому их называют катушечными индукторами.В основном они используются для монтажа на печатных платах.

Он состоит из двух типов выводов: осевого и радиального. Осевой вывод означает вывод выводов с обеих сторон сердечника для горизонтального монтажа на печатной плате. Радиальный вывод означает вывод выводов с обеих сторон сердечника для вертикального монтажа на печатной плате. Они показаны ниже

Индуктор с двумя катушками

Наверх

Тороидальный индуктор

Проволока, намотанная на сердечник, имеющий кольцевидную или кольцевидную поверхность.Как правило, они состоят из различных материалов, таких как феррит, порошковое железо, намотанная лента и т. Д. Этот индуктор имеет высокую степень связи между намоткой и ранним насыщением.

Его расположение дает минимальные потери магнитного потока, что помогает избежать связи магнитного потока с другими устройствами. Он обладает высокой эффективностью передачи энергии и высокими значениями индуктивности в низкочастотных приложениях. Эти индукторы в основном используются в медицинских устройствах, импульсных регуляторах, кондиционерах, холодильниках, телекоммуникациях, музыкальных инструментах и ​​т. Д.

Тороидальный индуктор

В начало

Многослойные керамические индукторы

Само название указывает на то, что он состоит из нескольких слоев. Простое добавление дополнительных слоев спирального провода, намотанного на центральный сердечник, к индуктору дает многослойный индуктор. Как правило, для большего количества витков в проводе увеличивается и индуктивность.

В этих многослойных индукторах увеличивается не только индуктивность индуктора, но и емкость между проводами.Самое большое преимущество этих катушек индуктивности заключается в том, что они дают более низкие рабочие частоты, а также мы можем получить более высокие результаты индуктивности.

Они имеют приложения на высоких частотах для подавления шума в модулях обработки сигналов, таких как беспроводные локальные сети, Bluetooth и т. Д. Они также используются в системах мобильной связи.

Многослойные керамические индукторы

В начало

Пленочные индукторы

В них используется пленка проводника на основном материале. Таким образом, согласно требованиям эта пленка имеет форму для применения в проводнике.Тонкие пленочные индукторы подходят для преобразователей постоянного тока в постоянный, которые служат в качестве источников питания в смартфонах и мобильных устройствах. Тонкопленочный индуктор Rf показан ниже:

Пленочный индуктор

В начало

Переменный индуктор

Он формируется путем перемещения магнитного сердечника внутри и снаружи обмоток индуктора. С помощью этого магнитного сердечника мы можем регулировать значение индуктивности. Когда мы рассматриваем индуктор с ферритовым сердечником, перемещая его сердечник внутри и снаружи, на котором намотана катушка, можно сформировать индуктор с переменным ферритовым сердечником.

Катушки индуктивности этого типа используются в радио- и высокочастотных приложениях, где требуется настройка. Эти индукторы обычно находятся в диапазоне от 10 мкГн до 100 мкГн, а в настоящее время - от 10 нГн до 100 мГн.

Переменная индуктивность

В начало

Связанные индукторы

Два проводника, соединенные посредством электромагнитной индукции, обычно называются связанными индукторами. Мы уже видели, что всякий раз, когда в одной катушке индуктивности протекает переменный ток, создается напряжение, во второй катушке индуктивности возникает явление взаимной индуктивности.

Связанные индукторы работают только с этим явлением. Они могут электрически изолировать две цепи, передавая сопротивление через цепь. Трансформатор - это один из типов связанных индукторов.

Спаренные индукторы

Вернуться к началу

Литые индукторы

Эти индукторы отлиты из пластмассы или керамики. Обычно они доступны в стержневых и цилиндрических формах с широким выбором обмоток.

Литые индукторы

В начало

Типы индукторов »Электроника Примечания

Существует множество различных типов катушек индуктивности, каждый со своими собственными свойствами - понимание свойств различных типов важно для выбора правильного типа для схемы.


Катушки индуктивности Включает:
Типы индукторов Характеристики Как правильно выбрать индуктор Ферриты Ферритовые бусины


В электронной промышленности используются индукторы многих типов и стилей.

Катушки индуктивности

выполняют в цепи несколько различных стилей функций. Некоторые типы могут использоваться для фильтрации и удаления всплесков на линиях электропередач, другие используются в высокоэффективных фильтрах. Другие могут использоваться в генераторах, и есть много других областей, где можно использовать индукторы.

В результате может быть получено множество различных типов индукторов. Размер, частота, ток, стоимость и многие другие факторы означают, что существует целый ряд различных типов и форм индукторов.

Выбор свинцовых катушек индуктивности

Основные сведения об индукторах

Хотя существует множество различных типов индукторов, все они подчиняются одним и тем же основным законам природы. Каждая катушка индуктивности создает магнитное поле вокруг проводника, а также имеет определенное реактивное сопротивление.

Основные параметры используются внутри индуктора, независимо от его типа.

Примечание по индуктивности:

Индуктивность - один из основных факторов, влияющих на электрические цепи. Любой провод или катушка имеет определенную индуктивность, которая возникает из-за магнитного поля, которое создается при протекании тока. Энергия накапливается в поле, и действие катушки должно проявлять сопротивление изменению тока, протекающего в проводнике или катушке.

Подробнее о Индуктивность.

Сердечники индуктивности

Катушки индуктивности обычно выполняются в виде катушек. Причина этого в том, что магнитное поле связано между обмотками и накапливается. Таким образом, индуктор с достаточно большой индуктивностью может быть построен более легко.

Поскольку проницаемость среды, в которой расположена катушка, оказывает большое влияние на индуктивность, часто используется сердечник, проходящий по центру катушки.

Используются сердечники из железа, феррита и других магнитных материалов. Все это значительно увеличивает уровень индуктивности, который может быть получен, но при выборе сердечника необходимо соблюдать осторожность, чтобы его характеристики соответствовали уровню мощности, частоте и общему применению катушки индуктивности.

Различные типы сердечников индуктора

Как и другие типы компонентов, таких как конденсатор, существует очень много различных типов индукторов. Однако может быть немного сложнее точно определить различные типы катушек индуктивности, поскольку их применение очень велико.

Хотя можно определить катушку индуктивности по материалу ее сердечника, это не единственный способ их классификации. Однако для основных определений используется этот подход.

  • Индуктор с воздушным сердечником: Этот тип индуктора обычно используется для ВЧ приложений, где требуемый уровень индуктивности меньше. Тот факт, что сердечник не используется, имеет несколько преимуществ: нет потерь внутри сердечника, поскольку воздух не имеет потерь, и это приводит к высокому уровню добротности при условии низкого сопротивления катушки индуктивности или катушки.По сравнению с этим количество витков на катушке больше, чтобы получить тот же уровень индуктивности, и это может привести к физическому увеличению размера.
  • Индуктор с железным сердечником: Железные сердечники обычно используются для индукторов большой мощности и высокой индуктивности. Некоторые звуковые катушки или дроссели могут быть изготовлены из ламината железа. Как правило, они не используются широко.
  • Катушка индуктивности с ферритовым сердечником: Феррит - один из наиболее широко используемых сердечников для различных типов индукторов.Феррит - это металлооксидная керамика, основанная на смеси оксида железа Fe2O3 и оксидов марганца-цинка или никеля-цинка, которые экструдируются или прессуются для придания необходимой формы. Индукторы на тороидальном ферритовом формирователе
  • Железный силовой индуктор: Другой сердечник, который может использоваться в различных типах индукторов, - это оксид железа. Подобно ферриту, он обеспечивает значительное увеличение проницаемости, что позволяет изготавливать катушки индуктивности или индукторы с гораздо большей индуктивностью в небольшом пространстве.

Различные типы механических индукторов и их применение

Катушки индуктивности также можно разделить на категории по их механической конструкции. Существует ряд различных стандартных типов катушек индуктивности:

  • Индуктор на бобине: Индуктор этого типа находится на цилиндрической бобине. Они могут быть предназначены для монтажа на печатной плате, даже для поверхностного монтажа они могут быть намного больше и устанавливаться с помощью других механических средств.Некоторые старые версии этих катушек индуктивности могут даже иметь формат, аналогичный нормальным выводным резисторам.
  • Тороидальный индуктор: Этот вид индуктора намотан на тороид - кольцевой формирователь. Феррит часто используется в качестве первого, поскольку он увеличивает проницаемость сердечника. Преимущество тороида состоит в том, что тороид позволяет магнитному потоку перемещаться по кругу вокруг тороида, и в результате утечка потока очень мала. Недостатком тороидального индуктора является то, что для его изготовления требуется специальная намоточная машина, так как провод должен проходить через тороид для каждого необходимого витка.Дроссель тороидальный
  • Многослойный керамический индуктор: Этот тип индуктора широко используется в технологии поверхностного монтажа. Индуктор изготавливается из феррита или, чаще, из магнитно-керамического материала. Катушка находится внутри керамического корпуса и представлена ​​внешней цепи на торцевых крышках так же, как конденсаторы микросхемы и т. Д.
  • Пленочный индуктор: В этом виде индуктора используется пленка проводника на основном материале.Затем пленка протравливается или формируется для получения требуемого профиля проводника.

Как видно, существует несколько способов классификации различных типов индукторов. Каждый имеет свои преимущества, и поэтому необходимо принять решение о различных вариантах, доступных при выборе индуктора для конкретного применения. Современные материалы и технологии означают, что производительность катушек индуктивности увеличилась, и разработчику схем открываются многие другие возможности, будь то для ВЧ-приложений, борьбы с электромагнитными помехами или для силовых приложений.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы ВЧ разъемы Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты». . .

Различные типы индукторов с областями применения

Различные типы индукторов и их применение

В промышленности используются различные типы индукторов.Каждый из этих различных типов имеет свое специальное применение и применение, например, фильтры, генераторы, изоляторы и т. Д. Поэтому важно знать о конкретном типе индуктора перед его покупкой.

Что такое индуктор?

Мы уже поделились подробным постом про индукторы? Вы можете прочитать его здесь: Что такое индуктор - его работа, параметры, факторы и применение

Ниже мы обсудим различные типы индукторов в зависимости от различных факторов и их применения.

Например:

  • Индуктор с воздушным сердечником
  • Индуктор с ферромагнитным / железным сердечником
  • Индуктор с ферритовым сердечником
  • Индукторы с сердечником из железного порошка
  • Индукторы с керамическим сердечником
  • Индуктор с ламинированным стальным сердечником
  • Тороид катушки
  • Тороид Сердечник индуктивности
  • Многослойный индуктор
  • Тонкопленочный индуктор
  • Литой индуктор
  • Спаренный индуктор
  • Силовой индуктор
  • Радиочастотный индуктор
  • Дроссели
  • на основе различных типов индукторов Сердечник:

    Сердечник индуктора играет важную роль в его характеристиках.Материал и конструкция сердечника определяют индуктивность, допустимую нагрузку по току и рабочую частоту катушки индуктивности.

    На основе материала сердечника

    Некоторые типы индукторов, классифицируемые в соответствии с материалом сердечника, приведены ниже:

    Индуктор с воздушным сердечником:

    Катушки индуктивности с воздушным сердечником имеют немагнитный сердечник, такой как пластик, керамика или просто воздух, как предлагается по его очевидному названию.

    В индукторе с воздушным сердечником в качестве сердечника используется любой немагнитный материал для уменьшения потерь в сердечнике i.е. вихревые токи и паразитные потери, особенно при очень высокой рабочей частоте. Но использование немагнитного сердечника также снижает его индуктивность.

    Они широко используются в ВЧ приложениях из-за их низких потерь на высоких рабочих частотах.

    Основным недостатком индуктора с воздушным сердечником является то, что механическая вибрация может повлиять на его индуктивность.

    Индуктор с ферромагнитным сердечником / железным сердечником:

    Индуктор такого типа состоит из сердечника, изготовленного из ферромагнитного материала.Их также называют индукторами с железным сердечником.

    Ферромагнетики имеют магнитную природу, и их магнитный сердечник используется для значительного увеличения индуктивности катушки. Это связано с тем, что ферромагнитные материалы обладают высокой магнитной проницаемостью и увеличивают магнитное поле катушки.

    Однако есть некоторые недостатки использования ферромагнитного сердечника в виде потерь, называемых потерями в сердечнике. Потери в сердечнике состоят из потерь на вихревые токи и потерь на гистерезис.

    Конструкция и использование различных типов ферромагнитных материалов для сердечника индуктора оказывает огромное влияние на его характеристики. Вот почему индукторы с ферромагнитным сердечником подразделяются на разные типы.

    Связанные сообщения:

    Индуктор с ферритовым сердечником:

    В этих типах катушек индуктивности используется ферритовый сердечник. Феррит - это материал с высокой магнитной проницаемостью , изготовленный из смеси оксида железа (оксид железа, Fe 2 O 3 ) и небольшого процента других металлов, таких как никель, цинк, барий и т. Д.

    Существует два типа ферритов: твердые ферриты , и мягкие ферриты .

    • Жесткие ферриты используются в постоянных магнитах, поскольку они не очень хорошо размагничиваются. Они не используются в индукторах из-за их высоких потерь на гистерезис.
    • В то время как Мягкие ферриты легко меняют намагниченность и являются хорошим проводником магнитного поля. Таким образом, они используются в трансформаторах и индукторах.

    Ферритовый сердечник имеет очень низкую электрическую проводимость , что снижает вихревые токи в сердечнике, что приводит к очень низким потерям на вихревые токи на высокой частоте.Следовательно, они могут использоваться в высокочастотных приложениях.

    Ферритовый материал очень дешев, поскольку он почти состоит из железной ржавчины и очень устойчив к коррозии.

    Индукторы с сердечником из железного порошка:

    Сердечник таких индукторов состоит из смеси зерен железа с органическим связующим, например эпоксидной смолой и т. Д.

    Эпоксидное изоляционное покрытие поверх частиц железа снижает потери на вихревые токи в основном. Поскольку размер частиц определяет течение вихревых токов в ядре.Чем меньше размер частицы, тем меньше индуцируемый вихревой ток.

    Воздушный зазор между частицами сердечника равномерно распределен, что снижает магнитную проницаемость сердечника. Следовательно, ток насыщения этого сердечника относительно очень высок.

    Но, как мы знаем, железные сердечники очень чувствительны к потерям в сердечнике на высокой частоте. Таким образом, они используются для частот ниже 100 кГц. Из-за более высокого тока насыщения они используются в приложениях с высокой мощностью, в основном в дросселях, таких как дроссели накопителя, диммеры, дроссели фильтров и т. Д.

    Железный порошок очень дешев, что делает такую ​​конструкцию сердечника очень рентабельной, если размер не имеет значения.

    Связанные сообщения:

    Катушки индуктивности с керамическим сердечником:

    Керамика - немагнитный материал, как и воздух. Керамические сердечники используются для придания формы катушке и конструкции, на которой будут сидеть ее выводы. Поскольку это немагнитный материал, он имеет низкую магнитную проницаемость и низкую индуктивность. Но это обеспечивает снижение потерь в сердечнике. Он в основном доступен в упаковке SMD и используется в приложениях, где требуются низкие потери в сердечнике, высокая добротность и низкая индуктивность.

    Индуктор с ламинированным стальным сердечником

    В индукторах такого типа сердечник ламинирован, что означает, что он состоит из группы тонких листов, плотно уложенных друг на друга. Листы покрыты изоляцией для увеличения электрического сопротивления и предотвращения протекания между ними вихревого тока. Следовательно, потери на вихревые токи в индукторах с многослойным сердечником значительно уменьшаются. Они используются в приложениях с высокой мощностью.

    На основе конструкции сердечника

    Геометрия сердечника также играет роль в производительности катушки индуктивности.Некоторые из этих конструкций приведены ниже:

    Индуктор с тороидальным сердечником

    Как следует из названия, эти типы индукторов имеют тороидальный сердечник, который представляет собой сердечник в форме круглого кольца или пончика. Сердечник изготовлен из ферромагнитного материала.

    Преимущество этого круглого сердечника заключается в том, что магнитное поле находится внутри сердечника и имеет очень низкую утечку магнитного потока. Из-за низкого потока утечки магнитное поле в сердечнике выше. Это увеличивает индуктивность индуктора с тороидальным сердечником, и она выше, чем индуктивность стержневого или стержневого сердечника, изготовленного из того же материала.

    Другим важным аспектом тороидального сердечника является то, что сердечник излучает меньше электромагнитных помех (EMI) по сравнению с другими катушками индуктивности. Вот почему им отдают предпочтение при разработке компактных устройств, в которых компоненты расположены очень близко друг к другу.

    Они используются в источниках питания, схемах управления, системах связи, медицинских устройствах и т. Д.

    Индуктор барабанного / катушечного сердечника:

    Этот тип индуктора изготовлен из сердечника в форме катушки.Это цилиндр с двумя плоскими дисками на каждом конце. Он также известен как индуктор сердечника барабана.

    Катушка намотана вокруг цилиндра. Катушечный сердечник не обеспечивает замкнутый магнитный путь, вместо этого поток проходит через диск в воздушный зазор, а затем входит в сердечник через второй диск на другом конце. Он обеспечивает большой воздушный зазор для своего магнитного поля для хранения большего количества энергии. А значит, увеличивается ток насыщения катушки индуктивности. Это означает, что катушка индуктивности может выдерживать высокие пиковые токи без насыщения, но за счет излучения электромагнитных помех (EMI).

    Существует два типа индуктора сердечника катушки: экранированный и неэкранированный.

    • Катушки индуктивности с экранированным сердечником имеют дополнительный слой поверх обмотки для завершения пути потока, содержащего магнитное поле внутри сердечника. Такие типы индукторов имеют низкий уровень электромагнитных помех из-за низкого рассеяния магнитного потока и высокой индуктивности из-за увеличения магнитной проницаемости, но за счет низкого тока насыщения по сравнению с индуктором с неэкранированным сердечником.
    • Выше описан неэкранированный индуктор с сердечником катушки, который не имеет замкнутого пути потока и имеет высокий ток насыщения за счет низкой индуктивности и электромагнитных помех.

    Катушки индуктивности с неэкранированным сердечником экономичны. Они используются в приложениях преобразования энергии, где пиковый ток велик. Они доступны в аксиальной, радиальной и SMD упаковке.

    Типы индукторов в зависимости от их применения

    Катушки индуктивности предназначены для различных применений. Их конструкция варьируется от приложения к приложению, некоторые из этих катушек индуктивности в зависимости от их использования приведены ниже.

    Многослойный индуктор:

    Как следует из названия, эти индукторы имеют несколько слоев проволоки, намотанных друг на друга.Такие индукторы имеют большую индуктивность из-за увеличения количества витков обмотки.

    Многослойные индукторы доступны в упаковке SMD (устройства для поверхностного монтажа).

    Многослойные индукторы SMD имеют несколько слоев токопроводящих дорожек друг над другом, разделенных ферритовым материалом. Эти следы действуют как катушка индуктора. Однако из-за увеличения количества витков катушки увеличивается и паразитная емкость. Это снижает добротность катушки индуктивности, которую можно улучшить, используя керамический диэлектрический материал, поскольку ферритовые сердечники имеют потери на очень высокой частоте.

    Они используются в устройствах мобильной связи благодаря своей компактной SMD-конструкции.

    Тонкопленочный индуктор:

    Такой тип индуктора выполнен на подложке из тонкого феррита или магнитного материала. Сверху на подложку помещается проводящий след из меди в форме спирали. Конструкция обеспечивает устойчивость и устойчивость к вибрациям.

    Благодаря высокой точности, производительности и компактным размерам он используется в устройствах мобильной связи, беспроводных сетях, источниках питания и т. Д.

    Литой индуктор

    Такой тип индуктора покрыт изоляцией, такой как формованный пластик или керамика, как и резисторы.

    Сердечник изготовлен из феррита или фенольного материала. Обмотка может быть различной конструкции, и она доступна в различных формах, таких как осевая, цилиндрическая и стержневая. Они также доступны в SMD и THT. Их миниатюрный размер и легкий вес позволяют использовать их в печатных платах, мобильных устройствах и компьютерах и т. Д.

    Связанный индуктор

    Пара индукторов состоит из двух обмоток вокруг общего сердечника.

    Изменяющийся магнитный поток из-за первой обмотки индуцирует ЭДС во второй обмотке; это явление известно как взаимная индуктивность. Обе обмотки электрически изолированы. Связанный таким образом индуктор обеспечивает гальваническую развязку между двумя цепями. Трансформатор - это спаренная катушка индуктивности.

    Они имеют множество применений в зависимости от их обмотки. Индукторы с соотношением обмоток 1: 1 в основном используются для гальванической развязки или увеличения последовательной индуктивности.Соотношение обмоток связанных индукторов 1: N (которые могут повышать или понижать напряжения) используются в других схемах преобразования энергии, таких как обратный ход, SEPIC, ZETA и т. Д.

    Силовой индуктор

    Эти индукторы специально разработаны, чтобы выдерживать высокий ток без достижения области магнитного насыщения. Чтобы увеличить номинальный ток насыщения, магнитное поле индуктора увеличивается, что вызывает EMI (электромагнитные помехи). Чтобы уменьшить электромагнитные помехи, большинство силовых индукторов используются с надлежащим экранированием.Они доступны от нескольких ампер до нескольких сотен ампер как в SMD-корпусе, так и в сквозной упаковке.

    Радиочастотный РЧ индуктор

    Такие типы индукторов разработаны для высокочастотных приложений. Обычная катушка индуктивности не работает очень хорошо из-за ее высокого импеданса и потерь в сердечнике на высокой частоте. Большинство этих потерь происходит из-за паразитной емкости, скин-эффекта, эффекта близости и потерь в сердечнике (потери на вихревые токи) и т. Д.

    Потери на вихревые токи прямо пропорциональны частоте.Таким образом, это устраняется путем полного удаления сердечника вместо использования индуктора с воздушным сердечником.

    Паразитная емкость возникает из-за разницы потенциалов между витками обмотки, которые находятся в непосредственной близости. Это вызывает саморезонанс катушки индуктивности на высокой частоте. Это уменьшается за счет сохранения некоторого пространства между проводами и намотки катушки в виде паутины или корзины (соты), чтобы избежать параллельных витков.

    Эффект кожи и близости возникает из-за увеличения частоты, что увеличивает сопротивление провода.Эта высокая частота вызывает скин-эффект, когда большая часть тока проходит по поверхности провода из-за повышенного сопротивления внутри провода, где ток практически отсутствует. Эффект близости имеет тот же результат, но он происходит из-за наведенного вихревого тока между двумя проводами в непосредственной близости, который заставляет ток течь по поверхности проводов. Чтобы уменьшить сопротивление из-за этих эффектов, обмотка сделана из полос, чтобы увеличить площадь поверхности.

    Дроссели

    Дроссель - это простой индуктор, но он специально разработан для блокировки (подавления) высокочастотных сигналов.Импеданс дросселя значительно увеличивается с увеличением частоты. Поэтому он блокирует высокий переменный ток и пропускает постоянный и низкочастотный переменный ток с некоторыми потерями.

    Катушки индуктивности, которые используются в качестве дросселей, сконструированы без использования каких-либо методов уменьшения импеданса, которые используются для увеличения его добротности. Дроссели имеют низкую добротность, и они специально спроектированы таким образом, потому что мы хотим, чтобы их импеданс увеличивался за счет увеличения частоты.

    Есть два типа дросселей i.е. Дроссели AF и RF дроссели. Дроссель AF (звуковая частота) используется для блокировки звуковой частоты и пропускания только постоянного тока. В то время как RF (радиочастотные) дроссели предназначены для блокировки радиочастоты, при этом разрешая постоянный ток и звуковую частоту.

    Переменные индуктивности:

    Как следует из названия, эти индукторы имеют переменную индуктивность. Этот переменный индуктор разработан более чем одним возможным способом.

    Наиболее распространенная конструкция переменного индуктора имеет подвижный ферритовый сердечник.Перемещение сердечника по обмотке увеличивает или уменьшает проницаемость, которая влияет на индуктивность индуктивности. Сердечник может быть спроектирован так, чтобы скользить, ввинчиваться или выниматься из катушки.

    Другой метод конструкции переменной индуктивности заключается в увеличении или уменьшении количества витков посредством подвижного контакта наверху обмоток. Проводник, используемый в этих обмотках, не имеет изоляции (поэтому сердечник должен быть изолирован), поэтому перемещение контакта в верхней части витка изменит количество эффективных витков.Поскольку количество витков прямо пропорционально обмотке, соответственно изменяется и индуктивность. Но недостатком такого метода является то, что контакт замыкает более одного витка, что увеличивает потери в обмотке. Эту проблему можно решить, увеличив расстояние между отдельными витками и используя зубчатое колесо в качестве контакта. Такой тип переменного индуктора известен как роликовый индуктор.

    Наиболее эффективным методом является использование вариометра. Он обеспечивает непрерывное изменение индуктивности.Вариометр состоит из двух катушек (одна внутри другой), соединенных последовательно с соотношением 1: 1. Взаимная индукция между этими двумя катушками играет всю роль в изменении общей индуктивности. Внутренняя катушка может вращаться с помощью вала, который изменяет направление силовых линий магнитного поля, создаваемых этой катушкой.

    Когда магнитные поля имеют одинаковое направление, он складывается и обеспечивает максимальную индуктивность. Когда их направления перпендикулярны друг другу, индуктивность уменьшается.Когда они становятся полностью противоположными друг другу, магнитные поля нейтрализуют друг друга, и общая индуктивность минимальна.

    Связанное сообщение:

    Различные типы индукторов, работа и их применение

    Типы индукторов

    На рынке доступны различные типы индукторов в зависимости от их номинальных значений, размеров и номиналов. Их физические размеры различаются от небольших размеров до огромных трансформаторов в зависимости от используемой частоты переменного тока и потребляемой мощности.Индуктор является одним из основных электрических компонентов, используемых в гораздо более широких областях применения, а именно: управление сигналами, стабилизация напряжения, устранение шума, автомобильные операции, силовое электронное оборудование и т.д. остальная часть схемы.

    Различные типы индукторов

    Катушка индуктивности, также называемая катушкой, реактором или дросселем, представляет собой двухконтактный электрический компонент, используемый для построения различных электрических и электронных схем.Индуктор используется для хранения энергии в виде магнитного поля. Он состоит из проволоки, обычно скрученной в катушку. Когда через него протекает ток, энергия временно накапливается в катушке. Экстремальный индуктор эквивалентен короткому замыканию для постоянного тока и допускает обратную силу переменного тока, которая зависит от частоты тока.

    Типы индукторов

    Для разнообразного электронного компонента, используемого в широком диапазоне приложений, требуются различные типы индукторов. Они доступны в различных размерах, включая проволочную намотку, а также многослойные индукторы.Различные типы индукторов - это индукторы линии питания, высокочастотные индукторы или силовые индукторы, индукторы для общих цепей. Разделение индукторов зависит от типа используемого сердечника и обмотки.

    Как работает индуктор?

    Катушку индуктивности часто называют резистором переменного тока. Он противодействует изменениям тока и сохраняет энергию в виде магнитного поля. Они очень просты в сборке и состоят из катушек из медной проволоки, намотанных на сердечник.Этот сердечник может быть воздушным или магнитным. Применение различных типов индукторов включает в себя расширенные приложения, такие как WPT (беспроводная передача энергии).

    Как работают индукторы

    Работа индуктора

    Магнитные сердечники могут быть E-типа или тороидальными сердечниками. Для этого сердечника используются такие материалы, как керамика, железо, феррит. Катушка, по которой проходит электрический ток, создает магнитное поле вокруг проводника. Дополнительные магнитные линии образуются, если сердечник расположен внутри катушки, что обеспечивает высокую проницаемость сердечника.

    Магнитное поле стимулирует ЭДС в катушке, что приводит к протеканию тока. Согласно закону Ленца, индуцированный ток сопротивляется причине, которой является приложенное напряжение.

    Следовательно, индуктор противодействует изменениям входного тока, который ведет к изменению магнитного поля. Это уменьшение протекания тока из-за индукции называется индуктивным реактивным сопротивлением. Это увеличится, если количество рулонов в рулоне увеличится. Он также сохраняет энергию в виде магнитного поля в процессе зарядки и разрядки и высвобождает энергию при переключении цепи.Области применения катушек индуктивности включают аналоговые схемы, обработку сигналов и т. Д.

    Индуктор с воздушным сердечником

    В индукторе с воздушным сердечником сердечник полностью отсутствует и обеспечивает путь для магнитного потока с высоким сопротивлением, следовательно, с меньшей индуктивностью. Эти типы катушек индуктивности имеют превосходные катушки для создания более высокой плотности потока. Применение Air Core Inductor включает в себя высокочастотные приложения, такие как телевидение, а также радиоприемники.

    Индуктор с воздушным сердечником

    Индукторы с ферромагнитным или железным сердечником

    Индукторы с ферромагнитным или железным сердечником обладают высокой индуктивностью из-за их более высокой магнитной проницаемости.Эти типы индукторов представляют собой индукторы большой мощности, но не обладают полной пропускной способностью по более высокой частоте из-за потерь тока, а именно вихревых и гистерезисных. Лучшим примером таких катушек индуктивности является трансформаторная конструкция.

    Катушка индуктивности с железным сердечником

    Катушка индуктивности с ферритовым сердечником

    Это различные типы катушек индуктивности, которые обеспечивают снижение стоимости и низкие потери в сердечнике на высоких частотах. Феррит - это металлооксидная керамика на основе смеси оксида железа Fe2O3.В конструкции сердечника используются мягкие ферриты для уменьшения гистерезисных потерь.

    Индуктор с ферритовым сердечником

    Индукторы с тороидальным сердечником

    В индукторах с тороидальным сердечником катушка намотана на тороидальный кольцевой формирователь. У этого типа индуктора очень низкая утечка магнитного потока. Однако для создания индуктора этого типа требуются специальные намоточные машины. Иногда для уменьшения потерь в этой конструкции также используется ферритовый сердечник.

    Индуктор с тороидальным сердечником

    Катушки индуктивности

    В катушечных индукторах катушка намотана на катушку.Конструкции катушечных индукторов сильно различаются по номинальной мощности, уровням напряжения и тока, рабочей частоте и т. Д. Они в основном используются в импульсных источниках питания и преобразователях мощности.

    Катушечный индуктор

    Многослойные индукторы

    Многослойный индуктор включает в себя две схемы проводящих катушек, которые расположены в два слоя в верхней части многослойного корпуса. Катушки этого индуктора последовательно соединены электрически последовательно с двумя другими проводящими катушками, расположенными под наклоном в нижней части многослойного корпуса.Применение многослойных катушек индуктивности включает системы мобильной связи, а также приложения для подавления шума.

    Многослойный индуктор

    Тонкопленочный индуктор

    Тонкопленочный индуктор полностью отличается от обычных индукторов чипового типа, намотанных медным проводом. В этом типе индукторов мельчайшие индукторы формируются с использованием тонкопленочной обработки для изготовления индуктора микросхемы для высокочастотных (в диапазоне от наночастиц Генри) приложений.

    Тонкопленочный индуктор

    Надеюсь, эта статья была полезной и интригующей.Итак, вот вам основной вопрос - какова функция индукторов в электрических цепях? Пожалуйста, дайте свой ответ в разделе комментариев ниже. Вы также можете свободно делиться своим мнением об этой статье и идеях.

    Типы индукторов в электронике

    Индукторы бывают разных форм, и каждый играет важную роль в работе электронных устройств. Катушки индуктивности доступны для приложений большой мощности, подавления шума, радиочастот, сигналов и изоляции.Вот посмотрите на распространенные типы индукторов и на то, как они обычно используются.

    tioloco / E + / Getty Images

    Сопряженные индукторы

    Связанные индукторы имеют общий магнитный путь и влияют друг на друга. Связанные индукторы часто используются в качестве трансформаторов для повышения или понижения напряжения или обеспечения изолированной обратной связи. Они также используются в приложениях, где требуется взаимная индуктивность.

    Многослойные индукторы

    Многослойные индукторы состоят из слоев спирального провода, намотанного вокруг центрального сердечника.Добавление дополнительных слоев спирального провода к катушке индуктивности увеличивает индуктивность и увеличивает емкость между проводами. В этих катушках индуктивности более высокая индуктивность достигается за счет более низкой максимальной рабочей частоты.

    Литые индукторы

    Индукторы, отлитые в пластиковый или керамический корпус, известны как литые индукторы. Как правило, эти индукторы имеют цилиндрическую или стержневую конструкцию и могут иметь несколько типов обмоток.

    Силовые индукторы

    Силовые индукторы доступны в различных форм-факторах и уровнях мощности.Эти индукторы включают в себя все: от индукторов для поверхностного монтажа, которые могут выдерживать ток в несколько ампер, до индукторов для сквозных отверстий и монтажа на шасси, которые могут выдерживать от десятков до сотен ампер.

    Поскольку силовые индукторы подвергаются воздействию большого количества тока, они имеют тенденцию генерировать сильные магнитные поля. Чтобы эти магнитные поля не наводили шум в других частях цепи, по возможности следует использовать индукторы с магнитным экраном.

    RF Катушки индуктивности

    Высокочастотные индукторы, также называемые радиочастотными (RF) индукторами, предназначены для работы на высоких частотах.Эти катушки индуктивности часто имеют более высокое сопротивление и более низкий номинальный ток. Большинство ВЧ-индукторов имеют воздушный сердечник, а не ферритовый сердечник или другой материал, увеличивающий индуктивность. Это происходит из-за увеличения потерь, когда эти материалы сердечника используются для снижения рабочей частоты индуктора.

    Из-за рабочей частоты катушки индуктивности важно устранить несколько источников потерь - будь то скин-эффект, эффект близости или паразитная емкость.Эффекты кожи и близости увеличивают сопротивление индуктора. Некоторые методы уменьшают эти потери, в том числе соты и катушки паутины для уменьшения паразитной емкости. Кроме того, для уменьшения скин-эффекта часто используют литц-проволоку.

    Дроссели

    Дроссель - это индуктор, который блокирует высокочастотные импульсы, пропуская более низкочастотные импульсы. Название происходит от подавления или блокировки высокочастотных сигналов. Есть два класса дросселей:

    • Силовые дроссели и дроссели звуковой частоты обычно имеют железный сердечник для увеличения индуктивности и создания более эффективных фильтров.
    • В дросселях
    • RF используются железный порошок или ферритовые шарики в сочетании со сложной схемой обмотки, чтобы уменьшить паразитную емкость и эффективно работать на высоких частотах. В более высокочастотных дросселях используются немагнитные или воздушные сердечники.

    Дроссели поверхностного монтажа

    Стремление к созданию более компактных и мобильных устройств привело к взрывному росту числа вариантов индукторов для поверхностного монтажа. Катушки индуктивности для поверхностного монтажа часто используются в преобразователях постоянного тока в постоянный, фильтрации электромагнитных помех, накоплении энергии и других приложениях.Небольшой размер и занимаемая площадь делают индукторы для поверхностного монтажа важным элементом в наборе инструментов для мобильных и портативных электронных устройств.

    Индукторы для поверхностного монтажа доступны с магнитным экраном и без него, с допустимым током более 10 ампер и с низкими потерями. В индукторах для поверхностного монтажа часто используется железный или ферритовый сердечник или специальные методы намотки для оптимизации характеристик индуктора. Это также помогает сохранить небольшие размеры и форм-фактор.

    Типы сердечников индуктора

    Материал сердечника индуктора играет большую роль в его работе.Материал сердечника напрямую влияет на индуктивность катушки индуктивности. Он определяет максимальную рабочую частоту, а также токовую нагрузку индуктора.

    • Воздушные сердечники работают на более высоких частотах из-за отсутствия потерь в сердечнике, но имеют меньшую индуктивность.
    • Стальные сердечники имеют низкое сопротивление при высокой индуктивности. Потери в сердечнике, вихревые токи, магнитное насыщение и гистерезис ограничивают рабочую частоту и ток.
    • Ферритовые сердечники имеют непроводящий керамический материал для работы на высоких частотах.Магнитное насыщение ограничивает текущую емкость.
    • Тороидальные сердечники - это сердечники в форме пончиков, которые уменьшают излучаемые электромагнитные помехи и обеспечивают высокую индуктивность.
    • Ламинированные сердечники имеют высокую индуктивность с меньшим гистерезисом и потерями на вихревые токи.

    Спасибо, что сообщили нам!

    Расскажите, почему!

    Другой Недостаточно подробностей Сложно понять

    Basic Electronics - Различные типы индукторов

    В предыдущем уроке мы узнали о различных свойствах и характеристиках индукторов.Эти характеристики полезны при определении эффективности катушки индуктивности в цепи. Производители поставляют катушки индуктивности для конкретных категорий приложений, включая ВЧ-дроссели, силовые, сильноточные и высокочастотные. Таким образом, выбрать катушку индуктивности довольно просто по сравнению с резисторами или конденсаторами (у которых есть много вариантов для любого конкретного применения). Мы уже обсудили некоторые типы индукторов, такие как соленоидные катушки, тороиды, сердечники электролизеров и индукторы линий передачи. Здесь представлены некоторые другие широко используемые типы индукторов.

    Воздушные змеевики - Воздушные змеевики являются простейшими индукторами. Это соленоидные катушки, которые используют немагнитный сердечник и могут иметь одну петлю из провода для больших катушек в зависимости от диапазона частот, для которого они предназначены. Эти катушки индуктивности имеют низкие номинальные значения индуктивности, но обеспечивают высокое качество. Поскольку магнитный сердечник отсутствует, они не страдают от эксплуатационных потерь из-за гистерезиса, вихревых токов или искажений, характерных для магнитных сердечников. Поскольку немагнитные сердечники не нагреваются легко при протекании через катушку сильного тока, эти индукторы имеют высокую добротность, так как потери энергии сердечником в виде тепла минимальны.По мере увеличения частоты сигнала значение требуемой индуктивности уменьшается, что делает индукторы с воздушной катушкой пригодными для высокочастотных приложений. Для схем обработки сверхвысоких частот обычно требуются воздушные змеевики с одним витком провода. Также доступны версии для поверхностного монтажа воздушных змеевиков. Воздушные катушки широко используются в радиочастотных цепях, FM-приемниках, импульсных источниках питания, ИБП, усилителях мощности RF, радиосвязи и радиоуправляемых игрушках.

    Пример индукторов с воздушной катушкой

    Керамический сердечник - это прочные катушки индуктивности, используемые в высокочастотных системах с высоким током, а также в генераторах и схемах генераторов сигналов.Некоторые типичные области применения катушек индуктивности с керамическим сердечником включают ВЧ-фильтры, согласование импедансов, схемы изоляции, аудиоприложения и беспроводную связь.

    Пример индуктора с керамическим сердечником

    Антенна с ферритовым сердечником - Эти индукторы используются в антенных устройствах с частотным диапазоном от 100 кГц до 1 МГц и могут включать в себя стержень из феррита, порошкового железа или немагнитного фенольного материала в качестве сердечника. Катушка с проволокой наматывается на стержень, служащий антенной.Рабочая частота зависит от проницаемости сердечника. Чем выше требуемая рабочая частота сигнала, тем меньше проницаемость сердечника. В высокочастотных антеннах обычно используются фенольные сердечники, а не ферритовые сердечники.

    Пример рамочной антенны с ферритовым сердечником

    Тороиды - Как обсуждалось в предыдущем руководстве, тороиды могут использовать порошковый железный или ферритовый сердечник. Тороидальная форма сердечника обеспечивает высокую индуктивность при небольшом размере и сводит к минимуму электромагнитные помехи за счет равных и противоположных токов вокруг сердечника.Тороиды доступны как в вариантах общего назначения, так и в вариантах для поверхностного монтажа. Они широко используются в качестве индукторов в электронных схемах почти во всех типах приложений, таких как силовые дроссели переменного тока, схемы фильтров, источники питания, генераторы, генераторы импульсов, телекоммуникации, автомобильная электроника, аудиосхемы и т. Д.

    Пример тороидов

    Pot - сердечники Pot используются для обеспечения сверхвысокой индуктивности в сильноточных приложениях. Эти катушки индуктивности, как известно, обеспечивают стабильную индуктивность и высокое качество при небольших размерах.Сердечники потенциометров обычно используются в качестве дросселей постоянного тока, фильтров и дросселей дифференциального режима в аудиосхемах, телекоммуникациях и автомобильной электронике. Благодаря своей уникальной конструкции они обладают значительными преимуществами самозащиты и высокими токами насыщения.

    Изображение индуктора с сердечником горшка

    Current Sense - Эти индукторы доступны в диапазоне частот, обычно с центральным отводом. Эти индукторы обычно используются в преобразователях постоянного тока в бытовых электронных устройствах с батарейным питанием.

    Пример индуктивности считывания тока

    Сильноточные дроссели - Сильноточные дроссели или дроссели RF используют порошковое железо или ферритовые сердечники с небольшим количеством витков катушки для достижения высокой индуктивности при небольших размерах. Эти индукторы обычно используются в источниках питания, системах связи и сильноточных электроприборах.

    Пример сильноточного дросселя

    Балун Дроссели - «Балун» означает сбалансированное и несбалансированное преобразование импеданса.Эти индукторы используются в цепях радио, телевидения и связи специально для согласования импеданса.

    Пример дросселя балуна с воздушной обмоткой

    Ферритовые дроссели - Ферритовые дроссели представляют собой ферритовые бусины без катушки с проволокой; вместо этого провод от цепи наматывается или пропускается через дроссель. Эти индукторы используются в ВЧ-приложениях для удаления нежелательных ВЧ-частот. Они доступны в версиях с выводами и полыми выводами, а также в версиях с микросхемой, где они используются в качестве высокочастотных резисторов, пропускающих только постоянный ток.Ферритовые дроссели широко используются с кабелями в различных приложениях либо для удаления нежелательных радиочастотных компонентов сигналов, либо для предотвращения нежелательных внешних радиочастотных сигналов в цепях приемника.

    Пример ферритовой бусины, используемой в кабеле для передачи данных

    Дроссели в синфазном и дифференциальном режимах - Дроссели в синфазном и дифференциальном режимах используются для шумоподавления в системах радиосвязи и связи. Эти индукторы обычно используются для подавления шума из-за антенного эффекта в кабелях и предотвращения электромагнитных и радиочастотных помех от линий электропитания.

    Пример синфазных дросселей

    Широкополосные дроссели - Широкополосные дроссели используются для ослабления нежелательных радиочастотных сигналов без потерь мощности в низкочастотных приложениях. Эти индукторы широко используются для фильтрации электромагнитных помех и радиочастотных помех в системах связи, источниках питания, ИБП, генераторах сигналов, усилителях мощности ВЧ, платах ввода-вывода и печатных платах.

    Пример широкополосного дросселя

    Регулируемый - Эти индукторы предназначены для обеспечения переменной индуктивности.Они либо имеют скользящий сердечник с винтом, чтобы вставлять и выдвигать сердечник относительно катушки (как в индукторах линии передачи), либо могут использовать ползунковые контакты вместе с катушкой (например, в сердечниках горшков и типах соленоидов). Регулируемые индукторы с использованием скользящего сердечника работают по концепции настройки проницаемости. Эти катушки индуктивности используются в резонансных схемах, работающих в узкой полосе пропускания с высокой добротностью, для широкого спектра применений, таких как низкочастотная радиосвязь, радиоуправляемые игрушки, источники питания, генераторы импульсов, генераторы сигналов и генераторы.

    Пример регулируемых индукторов

    Литой - Эти небольшие катушки индуктивности поставляются в корпусах с осевыми выводами для использования на печатных платах. Катушка обычно имеет защитное покрытие вокруг сборки. Они широко используются в различных приложениях в качестве индукторов общего назначения.

    Пример литого индуктора

    Dipped - Эти индукторы аналогичны литым индукторам. Они поставляются в аксиальной или радиальной упаковке с защитным покрытием, поэтому их можно использовать в суровых условиях окружающей среды.Подобно литым индукторам, индукторы ближнего света также являются индукторами общего назначения, используемыми в различных приложениях, где электромагнитные помехи и радиочастотные помехи не являются серьезной проблемой.

    Пример индуктора ближнего света

    Экранированный - Эти компактные катушки индуктивности поставляются с магнитным экраном для предотвращения магнитной связи, электромагнитных и радиопомех. Они используются в приложениях с высокой надежностью, где искажение сигнала является основной проблемой. Экранированные индукторы поставляются в различных корпусах, включая аксиальный вывод, радиальный вывод и поверхностный монтаж.Они широко используются в высокопроизводительных потребительских устройствах, компьютерах, системах связи, фильтрах и преобразователях постоянного тока в постоянный.

    Пример экранированных индукторов

    Многослойная микросхема - Эти индукторы для поверхностного монтажа используются в печатных платах с высокой плотностью и подходят для ослабления электромагнитных / радиопомех, согласования импеданса и резонансных колебаний в различных схемах, таких как генераторы сигналов, ВЧ усилители, генераторы импульсов, импульсные источники питания. , полосовые фильтры, аналого-цифровые преобразователи и системы связи.Эти индукторы используются в устройствах с дроссельной катушкой, где важны размер, вибрация или межплатная магнитная связь.

    Пример многослойных микросхем индуктивности

    Очевидно, что разные типы индукторов предназначены для конкретных применений. Катушки индуктивности, предназначенные для высокочастотных применений, имеют низкую индуктивность, низкий номинальный ток постоянного тока, низкое сопротивление постоянному току, а также высокий коэффициент качества и SFR. Катушки индуктивности, используемые в цепях фильтров, имеют высокую индуктивность, высокий SFR, а также высокий номинальный ток по постоянному току.Точно так же катушки индуктивности, используемые для соединений, также имеют высокую индуктивность и высокий SFR. Катушки индуктивности, используемые в импульсных источниках питания и преобразователях постоянного тока в постоянный, должны иметь высокий номинальный ток постоянного тока.

    Для большинства приложений общего назначения используются воздушные катушки, тороиды, сердечники электролизеров, индукторы для стружки, формованные или погружные индукторы. Для конкретных приложений или требований схемы могут быть предпочтительны другие типы индукторов.

    Activity 11
    Попробуйте найти основных производителей индукторов на различных онлайн-рынках.Взгляните на различные типы индукторов, производимых ими, и сравните спецификации различных типов индукторов. Постарайтесь выяснить, как разные типы катушек индуктивности имеют разные технические характеристики, подходящие для их предполагаемого применения.

    В следующей статье мы обсудим выбор индуктора для данной схемы / приложения.

    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *