Катушки индуктивности позволяют припасать электронную энергию в магнитном поле. Обычными областями их внедрения являются сглаживающие фильтры и разные селективные цепи.

Электронные свойства катушек индуктивности определяются их конструкцией, качествами материала магнитопровода и его конфигурацией, числом витков обмотки.

Ниже приведены главные причины, которые следует учесть при выборе катушки индуктивности:

а) требуемое значение индуктивности (Гн, мГн, мкГн, нГн),

б) наибольший ток катушки. Большой ток очень небезопасен из-за очень сильного нагрева, при котором повреждается изоляция обмоток. Не считая того, при очень большенном токе может произойти насыщение магнитопровода магнитным потоком, что приведет к значительному уменьшению индуктивности,

в) точность выполнения индуктивности,

г) температурный коэффициент индуктивности,

д) стабильность, определяемая зависимостью индуктивности от наружных причин,

е) активное сопротивление провода обмотки,

ж) добротность катушки. Она обычно определяется на рабочей частоте как отношение индуктивною и активного сопротивлений,

з) частотный спектр катушки.

В текущее время выпускаются радиочастотные катушки индуктивности на фиксированые значения частоты с индуктивностями от 1 мкГн до 10 мГн. Для подстройки резонансных контуров лучше иметь катушки с регулируемой индуктивностью.

Однослойные с незамкнутым магнитопроводом катушки индуктивности используются в цепях опции устройств.

Мультислойные с не замкнутым магнитопроводом катушки употребляются в фильтрах и высокочастотных трансформаторах. Мультислойные катушки индуктивности броневого типа с сердечником из феррита используются в фильтрах низких и средних частот и трансформаторах, а подобные катушки, но со железным сердечником употребляются в сглаживающих дросселях и низкочастотных фильтрах.

Формулы для расчета катушки индуктивности

Главные аппроксимирующие соотношения, применяемые при проектировании катушек индуктивности, имеют последующий вид.

1. Характеристики однослойных катушек индуктивности у каких отношение длины к поперечнику больше 5, определяются в виде

где L — индуктивность, мкГн, М- число витков, d — поперечник катушки, см, l — длина намотки, см.

2. Характеристики мультислойных катушек индуктивности, у каких отношение поперечника к длине больше 1, определяются в виде

где L — индуктивность, мкГн, N — число витков, dм — средний поперечник обмотки, см, d — толщина обмотки, см.

Одно- и мультислойные катушки с незамкнутым ферритовым магнитопроводом будут иметь индуктивность в 1,5 — 3 раза больше зависимо от параметров и конфигурации сердечника. Латунный сердечник, вставленный заместо ферритового. уменьшит индуктивность до 60-90% по сопоставлению с ее значением без сердечника.

Для сокращения числа витков при сохранении той же индуктивности можно использовать ферритовый сердечник.

При изготовлении катушек индуктивностью от 100 мкГн до 100 мГн для областей низких и средних частот целенаправлено применить чашечные ферритовые броневые сердечники серии КМ. Магнитопровод в данном случае состоит из 2-ух подогнанных друг к другу чашек, к которым прилагаются односекционная катушка, две крепежные клипсы и подстроечный стержень.

Нужная индуктивность и число витков могут быть вычислены по формулам

где N — число витков, L — индуктивность, нГн, Аl — коэффициент индуктивности, нГн/вит.

Всегда необходимо держать в голове о том, что до этого, чем рассчитывать индуктивность, следует найти число витков, которые могут поместиться на данной катушке.

Чем меньше поперечник провода, тем больше число витков, но тем больше сопротивление провода и, естественно, его нагрев из-за выделяющейся мощности, равной I²R. Действующее значение тока катушки не должно превосходить 100 мА для провода поперечником 0,2 мм. 750 мА — для 0,5 мм и 4 А — для 1 мм.

Маленькие замечания и советы

Индуктивность катушек со железным сердечником очень стремительно миниатюризируется с ростом неизменной составляющей тока обмотки. Это необходимо подразумевать в особенности при проектировании сглаживающих фильтров источников электропитания.

Наибольший ток катушки индуктивности находится в зависимости от температуры окружающей среда, при этом он отдал жен уменьшаться с ее повышением. Потому для обеспечения надежной работы устройства следует обеспечить большой припас по току.

Ферритовые тороидальные сердечники эффективны для производства фильтров и трансформаторов на частотах выше 30 МГц. При всем этом обмотки состоят всего только из нескольких витков.

При использовании всех типов сердечников часть магнитных силовых линий замыкается не по магнитопроводу, а через окружающее его место. В особенности очень этот эффект проявляется в случае незамкнутых магнитопроводов. Заметим, что эти магнитные поля рассеяния являются источниками помех, потому в аппаратуре сердечники необходимо располагать так, чтоб по способности уменьшить эти помехи.

Катушки индуктивности имеют определенную паразитную емкость, которая образует колебательный контур в купе с индуктивностью катушки. Резонансная частота такового контура для различных типов катушек индуктивности может варьироваться в границах от 20 кГц до 100 МГц.

Школа для электрика