Індуктивності котушка - це
Пристрій
Пристрій зазвичай являє собою кручені. спіральну або вінтоспіральную котушку з одножильного або багатожильного ізольованого проводу. намотаного на циліндричний, тороидальний або прямокутний каркас з діелектрика або плоску спіраль, хвилю або смужку друкованого або іншого провідника. Також бувають і безкаркасні котушки. Намотування може бути як одношарової (звичайна і з кроком), так і багатошарова (звичайна, внавал, "універсал"). Намотування "універсал" має меншу паразитную ємність.
Для збільшення індуктивності застосовують сердечники з феромагнітних матеріалів: електротехнічної сталі, пермаллоя. карбонільного заліза, феритів. Також сердечники використовують для зміни індуктивності котушок в невеликих межах ..
Властивості котушки індуктивності
Котушка індуктивності в електричному ланцюзі добре проводить постійний струм і в той же час чинить опір змінному струмі. оскільки при зміні струму в котушці виникає ЕРС самоіндукції. перешкоджає цій зміні.
Котушка індуктивності має реактивним опором величина якого дорівнює:, де - індуктивність котушки, - кутова частота струму, що протікає. Відповідно, чим більше частота струму, що протікає через котушку, тим більше її опір.
При протіканні струму котушка запасає енергію, рівну роботі, яку необхідно зробити для встановлення поточного струму. Величина цієї енергії дорівнює
При зміні струму в котушці виникає ЕРС самоіндукції, значення якої
Характеристики котушки індуктивності
індуктивність
Основним параметром котушки індуктивності є її індуктивність. яка визначає, який потік магнітного поля створить котушка при протіканні через неї струму силою 1 ампер. Типові значення індуктивностей котушок від десятих часток мкГн до десятків Гн.
Індуктивність котушки пропорційна лінійним розмірам котушки, квадрату числа витків намотування і магнітної проникності сердечника.
При послідовному з'єднанні котушок загальна індуктивність дорівнює сумі індуктивностей всіх з'єднаних котушок.
При паралельному з'єднанні котушок загальна індуктивність дорівнює
опір втрат
У котушках індуктивності крім основного ефекту взаємодії струму і магнітного поля спостерігаються паразитні ефекти, внаслідок яких опір котушки не є чисто реактивним. Наявність паразитних ефектів веде до появи втрат в котушці, що оцінюються опором втрат. Втрати складаються з втрат в проводах, діелектрику, осерді і екрані.
Втрати в проводах
Втрати в проводах викликані трьома причинами:
- По-перше, дроти обмотки мають провідникові.
- По-друге, опір проводу обмотки змінному струмі зростає з ростом частоти, що обумовлено скін-ефектом. суть якого полягає в тому, що струм протікає не по всьому перетину провідника, а по кільцевій частині поперечного перерізу.
- По-третє, в проводах обмотки, свитою в спіраль, проявляється ефект близькості, суть якого полягає у витісненні струму під впливом вихрових струмів і магнітного поля до периферії дроти, що прилягає до каркасу, в результаті чого перетин, по якому протікає струм, приймає серповидний характер, що веде до додаткового зростання опору дроти.
Втрати в діелектрику
Втрати в діелектрику обумовлені тим, що між сусідніми витками котушки існує паразитна ємність. що призводить до витоку змінного струму між витками.
Втрати в осерді
Втрати в осерді складаються з втрат на вихрові струми, втрат на гістерезис і початкових втрат.
Втрати в екрані
Втрати в екрані обумовлені тим, що струм, що протікає по котушці, індукує струм в екрані.
добротність
З опорами втрат тісно пов'язана інша характеристика - добротність. Добротність котушки індуктивності визначає відношення між активним і реактивним опорами котушки. добротність дорівнює
Практично величина добротності лежить в межах від 30 до 200. Підвищення добротності досягається оптимальним вибором діаметра дроту, збільшенням розмірів котушки індуктивності і застосуванням сердечників з високою магнітною проникністю і малими втратами, намотуванням виду "універс", застосуванням посріблені дроти, застосуванням багатожильного дроту виду "літцендрата ".
Температурний коефіцієнт індуктивності (ТКИ)
ТКИ - це параметр, що характеризує залежність індуктивності котушки від температури.
Температурна нестабільність індуктивності обумовлена цілою низкою чинників: при нагріванні збільшується довжина і діаметр проводу обмотки, збільшується довжина і діаметр каркаса, в результаті чого змінюються крок і діаметр витків; крім того при зміні температури змінюються діелектрична проникність матеріалу каркаса, що веде до зміни власної ємності котушки.
Різновиди котушок індуктивності
Контурні котушки індуктивності Ці котушки використовуються спільно з конденсаторами для отримання резонансних контурів. Вони повинні мати високу стабільність, точність і добротність. Котушки зв'язку Такі котушки застосовуються для забезпечення індуктивного зв'язку між окремими ланцюгами і каскадами. Такий зв'язок дозволяє розділити по постійному струму ланцюга бази і колектора і т. Д. До таких котушок не пред'являються жорсткі вимоги на добротність і точність, тому вони виконуються з тонкого дроту у вигляді двох обмоток невеликих габаритів. Основними параметрами цих котушок є індуктивність і коефіцієнт зв'язку. Варіометри Це котушки, індуктивність яких можна змінювати в процесі експлуатації для перебудови коливальних контурів. Вони складаються з двох котушок, з'єднаних послідовно. Одна з котушок нерухома (статор), інша розташовується всередині першої та обертається (ротор). При зміні положення ротора щодо статора змінюється величина взаємоіндукції, а отже, індуктивність варіометра. Така система дозволяє змінювати індуктивність в 4 - 5 разів. У ферроваріометрах індуктивність змінюється переміщенням феромагнітного сердечника. Дроселі Це котушки індуктивності, що володіють високим опором змінному струмі і малим опором постійному. Зазвичай включаються в ланцюгах харчування підсилюючих пристроїв. Призначені для захисту джерел живлення від попадання в них високочастотних сигналів. На низьких частотах вони використовуються у фільтрах ланцюгів харчування і зазвичай мають металеві або ферритові сердечники. Здвоєні дроселі дві намотаних зустрічно котушки індуктивності, використовуються у фільтрах харчування. За рахунок зустрічної намотування і взаємної індукції більш ефективні при тих же габаритних розмірах.
Застосування котушок індуктивності
Застосовувалася в якості реактивного опору для люмінесцентних ламп котушка індуктивності
- Котушки індуктивності (спільно з конденсаторами і / або резисторами) використовуються для побудови різних ланцюгів з частотно-залежними властивостями, зокрема, фільтрів, ланцюгів зворотного зв'язку. коливальних контурів і т. п ..
- Котушки індуктивності використовуються в імпульсних стабілізаторах як елемент, що накопичує енергію і перетворює рівні напруги.
- Дві і більше індуктивно пов'язані котушки утворюють трансформатор.
- Котушка індуктивності, що живиться імпульсним струмом від транзисторного ключа, іноді застосовується в якості джерела високої напруги невеликої потужності в слабкострумових схемах, коли створення окремого високого напруги живлення в блоці живлення неможливо або економічно недоцільно. У цьому випадку на котушці через самоіндукції виникають викиди високої напруги, які можна використовувати в схемі, наприклад, випрямивши і згладивши.
- Котушки використовуються також в якості електромагнітів.
- Котушки застосовуються як джерело енергії для збудження індуктивно-зв'язаної плазми.
- Для радіозв'язку - випромінювання і прийом електромагнітних хвиль (магнітна антена, кільцева антена).
- Рамкова антена
- DDRR
- індукційна петля
- Для розігріву електропровідних матеріалів в індукційних печах.
- Як датчик переміщення: зміна індуктивності котушки може змінюватися в широких межах переміщенням (витягуванням) сердечника.