Катушка электрическая: Катушка индуктивности. Устройство и принцип работы.

Содержание

Катушка индуктивности. Устройство и принцип работы.

Приветствую всех на нашем сайте!

Мы продолжаем изучать электронику с самых основ, и темой сегодняшней статьи будет катушка индуктивности. Забегая вперед скажу, что сначала мы обсудим теоретические аспекты, а несколько будущих статей посвятим целиком и полностью рассмотрению различных электрических схем, в которых используются катушки индуктивности, а также элементы, которые мы изучили ранее в рамках нашего курса — резисторы и конденсаторы.

Устройство и принцип работы катушки индуктивности.

Как уже понятно из названия элемента — катушка индуктивности, в первую очередь, представляет из себя именно катушку 🙂 То есть большое количество витков изолированного проводника. Причем наличие изоляции является важнейшим условием — витки катушки не должны замыкаться друг с другом. Чаще всего витки наматываются на цилиндрический или тороидальный каркас:

Важнейшей характеристикой катушки индуктивности является, естественно, индуктивность, иначе зачем бы ей дали такое название 🙂 Индуктивность — это способность преобразовывать энергию электрического поля в энергию магнитного поля.{-7}\medspace\frac{Гн}{м}

  • \mu — магнитная проницаемость магнитного материала сердечника. А что это за сердечник и для чего он нужен? Сейчас выясним. Дело все в том, что если катушку намотать не просто на каркас (внутри которого воздух), а на магнитный сердечник, то индуктивность возрастет многократно. Посудите сами — магнитная проницаемость воздуха равна 1, а для никеля она может достигать величины 1100. Вот мы и получаем увеличение индуктивности более чем в 1000 раз
  • S — площадь поперечного сечения катушки
  • N — количество витков
  • l — длина катушки
  • Из формулы следует, что при увеличении числа витков или, к примеру, диаметра (а соответственно и площади поперечного сечения) катушки, индуктивность будет увеличиваться. А при увеличении длины — уменьшаться. Таким образом, витки на катушке стоит располагать как можно ближе друг к другу, поскольку это приведет к уменьшению длины катушки.

    С устройством катушки индуктивности мы разобрались, пришло время рассмотреть физические процессы, которые протекают в этом элементе при прохождении электрического тока. Для этого мы рассмотрим две схемы — в одной будем пропускать через катушку постоянный ток, а в другой -переменный!

    Катушка индуктивности в цепи постоянного тока.

    Итак, в первую очередь, давайте разберемся, что же происходит в самой катушке при протекании тока. Если ток не изменяет своей величины, то катушка не оказывает на него никакого влияния. Значит ли это, что в случае постоянного тока использование катушек индуктивности и рассматривать не стоит? А вот и нет 🙂 Ведь постоянный ток можно включать/выключать, и как раз в моменты переключения и происходит все самое интересное. Давайте рассмотрим цепь:

    Резистор выполняет в данном случае роль нагрузки, на его месте могла бы быть, к примеру, лампа. Помимо резистора и индуктивности в цепь включены источник постоянного тока и переключатель, с помощью которого мы будем замыкать и размыкать цепь. Что же произойдет в тот момент когда мы замкнем выключатель?

    Ток через катушку начнет изменяться, поскольку в предыдущий момент времени он был равен 0. Изменение тока приведет к изменению магнитного потока внутри катушки, что, в свою очередь, вызовет возникновение ЭДС (электродвижущей силы) самоиндукции, которую можно выразить следующим образом:

    \varepsilon_s = -\frac{d\Phi}{dt}

    Возникновение ЭДС приведет к появлению индукционного тока в катушке, который будет протекать в направлении, противоположном направлению тока источника питания. Таким образом, ЭДС самоиндукции будет препятствовать протеканию тока через катушку (индукционный ток будет компенсировать ток цепи из-за того, что их направления противоположны). А это значит, что в начальный момент времени (непосредственно после замыкания выключателя) ток через катушку I_L будет равен 0. В этот момент времени ЭДС самоиндукции максимальна. А что же произойдет дальше? Поскольку величина ЭДС прямо пропорциональна скорости изменения тока, то она будет постепенно ослабевать, а ток, соответственно, наоборот  будет возрастать. Давайте посмотрим на графики, иллюстрирующие то, что мы обсудили:

    На первом графике мы видим входное напряжение цепи — изначально цепь разомкнута, а при замыкании переключателя появляется постоянное значение. На втором графике мы видим изменение величины тока через катушку индуктивности. Непосредственно после замыкания ключа ток отсутствует из-за возникновения ЭДС самоиндукции, а затем начинает плавно возрастать.

    Напряжение на катушке наоборот в начальный момент времени максимально, а затем уменьшается. График напряжения на нагрузке будет по форме (но не по величине) совпадать с графиком тока через катушку (поскольку при последовательном соединении ток, протекающий через разные элементы цепи одинаковый). Таким образом, если в качестве нагрузки мы будем использовать лампу, то они загорится не сразу после замыкания переключателя, а с небольшой задержкой (в соответствии с графиком тока).

    Аналогичный переходный процесс в цепи будет наблюдаться и при размыкании ключа. В катушке индуктивности возникнет ЭДС самоиндукции, но индукционный ток в случае размыкания будет направлен в том же самом направлении, что и ток в цепи, а не в противоположном, поэтому запасенная энергия катушки индуктивности пойдет на поддержание тока в цепи:

    После размыкания ключа возникает ЭДС самоиндукции, которая препятствует уменьшению тока через катушку, поэтому ток достигает нулевого значения не сразу, а по истечении некоторого времени. Напряжение же в катушке по форме идентично случаю замыкания переключателя, но противоположно по знаку. Это связано с тем, что изменение тока, а соответственно и ЭДС самоиндукции в первом и втором случаях противоположны по знаку (в первом случае ток возрастает, а во втором убывает).

    Кстати, я упомянул, что величина ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна скорости изменения силы тока, так вот, коэффициентом пропорциональности является ни что иное как индуктивность катушки:

    \varepsilon_s = -L\medspace\frac{dI}{dt}

    На этом мы заканчиваем с катушками индуктивности в цепях постоянного тока и переходим к цепям переменного тока.

    Катушка индуктивности в цепи переменного тока.

    Рассмотрим цепь, в которой на катушку индуктивности подается переменный ток:

    Давайте посмотрим на зависимости тока и ЭДС самоиндукции от времени, а затем уже разберемся, почему они выглядят именно так:

    Как мы уже выяснили ЭДС самоиндукции у нас прямо пропорциональна и противоположна по знаку скорости изменения тока:

    \varepsilon_L = -L\medspace\frac{dI}{dt}

    Собственно, график нам и демонстрирует эту зависимость! Смотрите сами — между точками 1 и 2 ток у нас изменяется, причем чем ближе к точке 2, тем изменения меньше, а в точке 2 в течении какого-то небольшого промежутка времени ток и вовсе не изменяет своего значения. Соответственно скорость изменения тока максимальна в точке 1 и плавно уменьшается при приближении к точке 2, а в точке 2 равна 0, что мы и видим на графике ЭДС самоиндукции. Причем на всем промежутке 1-2 ток возрастает, а значит скорость его изменения положительна, в связи с этим на ЭДС на всем этом промежутке напротив принимает отрицательные значения.

    Аналогично между точками 2 и 3 — ток уменьшается — скорость изменения тока отрицательная и увеличивается — ЭДС самоиндукции увеличивается и положительна. Не буду расписывать остальные участки графика — там все процессы протекают по такому же принципу 🙂

    Кроме того, на графике можно заметить очень важный момент — при увеличении тока (участки 1-2 и 3-4) ЭДС самоиндукции и ток имеют разные знаки (участок 1-2: \varepsilon < 0, i > 0, участок 3-4: \varepsilon > 0, i < 0). Таким образом, ЭДС самоиндукции препятствует возрастанию тока (индукционные токи направлены «навстречу» току источника).

    А на участках 2-3 и 4-5 все наоборот — ток убывает, а ЭДС препятствует убыванию тока (поскольку индукционные токи будут направлены в ту же сторону, что и ток источника и будут частично компенсировать уменьшение тока).

    И в итоге мы приходим к очень интересному факту — катушка индуктивности оказывает сопротивление переменному току, протекающему по цепи. А значит она имеет сопротивление, которое называется индуктивным или реактивным и вычисляется следующим образом:

    X_L = w\medspace L

    Где w — круговая частота: w = 2 \pi f. [/latex]f[/latex] — это частота переменного тока. Таким образом, чем больше частота тока, тем большее сопротивление будет ему оказывать катушка индуктивности. А если ток постоянный (f = 0), то реактивное сопротивление катушки равно 0, соответственно, она не оказывает влияния на протекающий ток.

    Давайте вернемся к нашим графикам, которые мы построили для случая использования катушки индуктивности в цепи переменного тока. Мы определили ЭДС самоиндукции катушки, но каким же будет напряжение u? Здесь все на самом деле просто! По 2-му закону Кирхгофа:

    u + \varepsilon_L = 0

    А следовательно:

    u = — \varepsilon_L

    Построим на одном графике зависимости тока и напряжения в цепи от времени:

    Как видите ток и напряжение сдвинуты по фазе (ссылка) друг относительно друга, и это является одним из важнейших свойств цепей переменного тока, в которых используется катушка индуктивности:

    При включении катушки индуктивности в цепь переменного тока в цепи появляется сдвиг фаз между напряжением и током, при этом ток отстает по фазе от напряжения на четверть периода.

    Вот и с включением катушки в цепь переменного тока мы разобрались!

    На этом, пожалуй, закончим сегодняшнюю статью, она получилась уже довольно объемной, поэтому разговор о катушках индуктивности мы продолжим в следующий раз. Так что до скорых встреч, будем рады видеть вас на нашем сайте!

    Выберите надежный и удобный электрическая рыболовная катушка Ready To Ship Within 7 Days

    Изучите различные варианты. электрическая рыболовная катушка от Alibaba.com для всех рыболовных экспедиций, включая кемпинг и спорт, от аккредитованных производителей и поставщиков. Если вы хотите поймать крупную форель или большеротого окуня, обратите внимание на универсальную и высококачественную. электрическая рыболовная катушка в продаже. Ключевые соображения при выборе правильного. электрическая рыболовная катушка включают дизайн, функциональность, тип удочки и дополнительные функции.

    Большинство. электрическая рыболовная катушка имеют весовые категории, чтобы облегчить правильное распределение веса вдоль удочки во время использования. Дизайн варьируется в зависимости от удочки и стиля ловли. Современный. электрическая рыболовная катушка обычно включают механизм направляющих для удержания лески на катушке во время извлечения. Другие универсальные функции включают в себя настройки «свободной шпули» и регулируемое сопротивление для дрейфовой рыбалки в течении. Большинство опытных рыболовов используют. электрическая рыболовная катушка для заброса наживки для большего контроля и точности, особенно при ловле крупной рыбы. Они включают круглые и низкопрофильные конструкции для нацеливания на определенные виды во время спортивной рыбалки или троллинга.

    Обычные. электрическая рыболовная катушка имеют простой дизайн и удобны в использовании для удержания лески и обеспечения сопротивления рыбе, которая совершает длительные пробежки. Другие современные усовершенствованные версии включают дисковую систему перетаскивания для улучшенной регулировки и постоянного и оптимизированного перетаскивания. Эти. электрическая рыболовная катушка имеют уникальный дизайн, который компенсирует вес вашей удочки при забросе. Alibaba.com также предлагает электрические устройства. электрическая рыболовная катушка для любительской и коммерческой глубоководной рыбалки. Они отличаются эффективным современным дизайном с улучшенными функциональными возможностями для снижения утомляемости рыболова при ловле на большие расстояния.

    Дополните свою рыболовную установку стандартными для отрасли вариантами продуктов для более приятной рыбалки. Независимо от вашего стиля или предпочтений, посетите эксклюзивный сайт Alibaba.com. электрическая рыболовная катушка и предложения, и невероятные скидки. Доступны варианты для рыбалки на берегу и в море.

    Катушка электрическая ZECA 4315/GS3

    Катушка инерционная (катушка инерционная купить) электрическая ZECA 4315/GS3  от мирового лидера в производстве данного вида техники итальянской компании ZECA. Что же представляет собой катушка инерционная(катушка инерционная купить) электрическая с лампой? Это катушка закрытого типа, корпус выполнен из высокопрочного пластика, внутри которого заключен храповый механизм для фиксации электрического кабеля на нужном вам расстоянии и его возврата назад в катушку по окончании работы. Фиксация электрического кабеля в ZECA 4315/GS3 происходит через каждые 50 см., в комплект катушки инерционной входит осевой кронштейн для крепления на стену, что позволит вам разместить ее в любом удобном для работы месте. Основное предназначение катушки инерционной   ZECA 4315/GS3 это возможность благодаря ей, высвободить рабочее место и полностью избавиться от разбросанных по полу проводов.

    ZECA 4315/GS3 — катушка инерционная (катушка инерционная купить) с лампой — это хороший выбор, проходящий контроль качества. Вы сможете приобрести ZECA 4315/GS3 катушку инерционную с лампой, положив ее в корзину и нажав кнопку «КУПИТЬ». Мы с большим удовольствием доставим  ZECA 4315/GS3 , катушку инерционную с электрическим кабелем и лампой по любому адресу на территории России. Используя катушку инерционную с электрическим кабелем  вы значительно облегчите удобство работы и сократите ваши затраты времени.

     

    Технические характеристики
    Описание Катушка с 3-мя заземлёнными розетками и вилкой
    Длина кабеля, м 15,5 (14+1,5)
    Тип кабеля 3G1,5-H05VV-F
    Термозащита Да
    Максимальное напряжение, В 500
    Рабочая температура, °C -5/+40
    Размер в упаковке (ДхШхВ), мм 360x310x185
    Вес в упаковке, кг 5

    Катушки индуктивности, как их применять

    Катушка индуктивности (иногда дроссель) — винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении. Как следствие, при протекании через катушку переменного электрического тока наблюдается её значительная инерционность.

    Если хорошо подумать, то всевозможных применений для такой простой на первый взгляд вещи как катушка индуктивности просто не счесть. В рамках одной статьи мы вспомним лишь некоторые из них. А между тем, человеческие изобретательность и талант не устают творчески проявлять себя, придумывая и разрабатывая все новые и новые устройства и механизмы на базе катушки индуктивности.

    Казалось бы, что тут можно соорудить? Бесхитростный моток проволоки, может быть сердечник определенной формы, и ток, проходящий по проводу в постоянной, переменной или импульсной форме. А между тем, без катушек индуктивности вся современная электротехника просто не могла бы существовать. Давайте внимательно приглядимся.

    Грузоподъемный электромагнит

    Грузоподъемники в форме шайб-элекромагнитов применяют по всему миру на протяжении многих лет для погрузки ферромагнитных отходов. Подав в рабочую обмотку электрическую мощность в 18кВт, можно удержать и погрузить за раз более 2 тонн железа, тогда как развиваемое при данной мощности отрывное усилие превышает 25 тонн.

    Электромагнит диаметром примерно 1,5 метра просто цепляется крюком подъемного крана, запитывается, как правило, трехфазным переменным напряжением, и можно оперативно вести погрузку ферромагнитных материалов или каких-нибудь железных изделий. Секционированные обмотки нескольких катушек индуктивности получают ток, намагничивая сердечник из специального сплава, а он в свою очередь притягивает, допустим, металлолом, который требуется погрузить в вагоны.

    Электромагнитное реле

    Что если вам понадобилось периодически включать и выключать питание какой-нибудь электрической цепи, как-будто вы нажимаете на кнопку механического выключателя, при этом ставить полупроводниковый ключ не целесообразно, а механический выключатель или тумблер — не удобно и не эстетично?

    Допустим, вам необходимо просто прикоснуться пальцем к сенсору, а результатом должен стать процесс подключения к (или отключения от) сети мощной нагрузки, например лампы или двигателя. На помощь приходят электромагнитные реле. Благодаря реле вы можете отказаться от огромных кнопок выключателей, вместо этого теперь можно просто дотрагиваться до микрокнопок, на которые будет реагировать электронная схема, функция которой — подавать питание на обмотку реле или снимать с нее питание. Обмотка реле — это обмотка электромагнита (опять же катушка индуктивности), который притягивает подпружиненный контакт, выполняющий роль механического выключателя.

    Трансформатор

    Для преобразования переменного напряжения и тока одной величины в переменное напряжение и ток другой величины, используют трансформаторы. Первичная и вторичная обмотки трансформатора, установленные на ферромагнитном сердечнике, — это катушки индуктивности.

    Первичная обмотка при прохождении по ее проводу переменного тока, создает в объеме сердечника переменный магнитный поток, который пронизывает витки вторичной обмотки, и наводит в ней ЭДС, создает напряжение вторичной обмотки. Трансформаторы повышают напряжение электростанций и подают их на ЛЭП, а затем понижают напряжение от ЛЭП, и подают его в наши дома.

    Не было бы трансформаторов (катушек индуктивности в роли первичной и вторичной обмоток) — не было бы ни передачи, ни распределения электроэнергии. Не говоря уже о лабораторных автотрансформаторах, сварочных трансформаторах, трансформаторах на феррите в импульсных блоках питания, и конечно ни о каких катушках зажигания в автомобилях речи бы не шло, а ведь катушки зажигания — это тоже особые, но трансформаторы, то есть снова катушки индуктивности.

    Дроссель

    Для преобразования электроэнергии в импульсных источниках питания используются специальные катушки индуктивности — дроссели. Функция такой катушки — сначала накопить энергию в форме магнитного поля в сердечнике, запасти ее там, потом — отдать нагрузке. Если трансформатор в одно и то же время преобразует электроэнергию, то дроссель — сначала энергию принимает, потом — отдает.

    Процесс преобразования электроэнергии у дросселя разделен во времени. Тем не менее, вот вам снова применение катушки индуктивности, главного ее свойства. Импульс тока подается на обмотку дросселя, дроссель запасает энергию в магнитном поле. Затем импульс тока уже не действует, но к дросселю подключена нагрузка, и ток дросселя устремляется через нагрузку, но уже при другом напряжении, зависящем от временных характеристик схемы управления преобразователем. Так катушка индуктивности сплошь и рядом, например в энергосберегающих лампах, работает совместно с полупроводниковыми ключами.

    Индукционные печи и индукционные плиты

    Катушка индуктивности — это катушка с сердечником. А что если в качестве сердечника внутрь катушки, в ее поле действия, ввести какую-нибудь заготовку из ферромагнитного материала, который требуется нагреть вихревыми токами? Именно так работают индукционные печи и индукционные плиты. Катушка индукционного нагревателя выступает для ферромагнитной заготовки индуктором, наводя в ней вихревые токи высокой частоты, приводящие к разогреву заготовки вплоть до плавления.

    Похожим образом действует и индукционная плита. Дно посуды разогревается вихревым током, словно сердечник катушки индуктивности, обмотка которой скрыта внутри панели индукционной плиты. Кстати, в схемах питания индукционных плит тоже используются катушки индуктивности — в роли импульсных трансформаторов и дросселей.

    Фильтр ВЧ-помех

    Катушка индуктивности обладает свойством препятствовать изменению тока, она проявляет своего рода электромагнитную инерционность, заставляя ток как-бы просачиваться сквозь себя, потому что пока ток нарастает через катушку, создаваемое им магнитное поле не может изменяться мгновенно, изменение требует времени, катушка индуктивности словно тормозит своим магнитным полем изменение тока в собственном проводе.

    Данное свойство — препятствовать изменению тока — используется в индуктивных фильтрах ВЧ-помех. Для постоянного тока катушка не является сопротивлением, разве что сопротивление ее провода выступает активным сопротивлением, а вот для тока переменного, да высокочастотного (коим являются например коммутационные помехи) — катушка станет препятствием. Так фильтры на базе катушек индуктивности защищают сети и схемы от помех.

    В составе колебательного контура

    Колебательный контур — это катушка, в частности — катушка индуктивности (с сердечником), соединенная с конденсатором. Колебательный контур как таковой служит обычно осциллирующей системой. Он имеет собственную резонансную частоту, и может поэтому выступать задающим звеном для получения или приема колебаний определенной частоты, например в радиосвязи.

    Кстати, индукционные нагреватели зачастую имеют индуктор, соединенный параллельно с конденсатором, в таких условиях катушка индуктора тоже является составной частью колебательного контура. Кроме того, сам резонансный контур может выступать в качестве фильтра — пропускать и усиливать токи частот близких к собственной резонансной частоте, и подавлять частоты далекие от нее. В радиоприемниках антенны на феррите — тоже являются частью перестраиваемого колебательного контура.

    Роторы и статоры двигателей и генераторов

    В двигателях и генераторах статор и ротор — это модифицированные катушки индуктивности. Ротор автомобильного генератора с обмоткой возбуждения и полюсными наконечниками — чем не катушка индуктивности?

    Статор этого же генератора имеет трехфазную обмотку — это своего рода модификация катушки индуктивности. Даже асинхронный двигатель — и тот имеет обмотку статора, которую можно тоже назвать катушкой индуктивности. Мало того, индуктивности этих статорных катушек учитываются как таковые при подборе рабочих конденсаторов, например когда трехфазный двигатель необходимо адаптировать к питанию от однофазной цепи.

    Датчики перемещения и положения

    Индуктивные датчики перемещения и положения — это катушки индуктивности с модифицированными сердечниками. Часть сердечника катушки в форме пластины, перемещаясь изменяет индуктивность катушки, и частотные параметры схемы изменяются из-за изменения индуктивности. Так фиксируется наличие объекта в поле действия датчика. Или цилиндрический сердечник в форме штока может смещаться по мере движения связанного с ним объекта, и по частотным параметрам, связанным с изменяемой индуктивностью катушки, сердечник которой двигается, считывается информация о положении объекта.

    Направление луча в ЭЛТ

    В некоторых мониторах с электронно-лучевыми трубками поток заряженных частиц фокусируется и отклоняется специальными катушками отклоняющей системы. Катушки индуктивности отклоняющей системы установлены на ферритовом сердечнике особой формы, в который вставляется электронно-лучевая трубка. Регулируя ток в обмотках, схема изменяет параметры суммарного магнитного поля всех катушек системы, в результате лучу создается определенный путь для попадания в точно рассчитанное место на экране.

    Электроклапан, электрозамок, втягивающее реле

    Подобно магниту, который притягивает железные предметы, катушка способна втянуть в себя ферромагнитный сердечник той или иной формы. Приблизительно по такому принципу работают некоторые электрические замки, электромагнитные клапана и, как пример, втягивающее реле автомобильного стартера, перемещающее бендикс, и удерживающее его некоторое время в рабочем положении, пока двигатель не будет пущен. Мощная катушка сначала втягивает якорь, затем удерживает его. По выключении тока, бендикс возвращается на место пружиной.

    Катушки магнитного удержания плазмы

    Токамаки — установки термоядерного синтеза, в которых удержание плазмы осуществляется путем создания вокруг нее магнитного поля, чтобы плазма двигалась бы только вдоль силовых линий, но не могла бы вырваться поперек них и нарушить процесс. Внутри определенной конфигурации сверхпроводящих катушек, в самом простом случае — нанизанных по кругу на тор, плазма могла бы гипотетически кружить практически вечно. Как видно, катушки индуктивности нашли себя и в токамаках — тороидальных камерах с магнитными катушками. Название установки говорит само за себя.

    Катушка Тесла

    Говоря о катушках индуктивности, нельзя не вспомнить о легендарной катушке (или резонансном трансформаторе) Тесла. В данном случае катушка индуктивности работает одновременно и как трансформатор, и как колебательный контур, и как приемная антенна с открытой емкостью. Здесь нет конденсатора параллельно резонирующей катушке, как в индукционном нагревателе, но есть уединенная емкость в виде тороида.

    Каждая катушка кроме параметра «индуктивность», обладает еще и емкостью, и собственным волновым сопротивлением. Все эти параметры учитываются при настройке трансформатора Тесла. Казалось бы, просто заземленная катушка индуктивности с тороидом наверху, введенная в собственный резонанс. Но как эффектно смотрится!

    Ранее ЭлектроВести писали, что группа ученых, работающих на ВМФ США, разработала сверхпроводник, который работает при комнатной температуре и изменит компьютерные системы будущего. Первый, который не нужно охлаждать или подвергать давлению. Впрочем, конкретных цифр в патентной заявке маловато.

    По материалам: electrik.info.

    для чего она нужна и как работает, параметры

    Индукционная катушка — это дроссель или изолированный проводник. Используется электрический каркас, композитные вставки. При рассмотрении понятия необходимо изучить свойства, основные особенности катушки индуктивности.

    Определение устройства

    Катушка индуктивности — это устройство, которое обладает малой емкостью и значительным сопротивлением. Дроссель является отменным проводником электрического тока, учитывается высокий показатель инерционности. Устройства применяются в качестве свернутого изолированного проводника. Винтовые, спиральные модификации способны справляться с помехами, колебаниями в сети.

    Индукционная катушка

    Важно! Устройство работает в цепях переменного тока при низкой и высокой частоте.

    Назначение и принцип действия

    Специалисты задаются вопросом, зачем нужна токовая катушка индуктивности в цепи, и для этого необходимо разобраться в показателях. Коэффициент ЭДС (электродвижущая сила) показывает разницу между энергией и магнитным потоком. Устройства самоиндукции способны влиять на изменения в цепи. Чаще всего дроссели применяются в силовых установках. Они способны контролировать уровень напряжения, не допускают разрыва цепи.

    Устройства самоиндукции

    Также компоненты устанавливаются на пару с конденсаторами либо резисторами. Благодаря работе катушки фильтры находятся в безопасности. Теперь вызывает интерес, как включается индукционная катушка. Принцип работы построен на изоляции проводников. В конструкции используется электрический каркас с различным сечением. За счёт намоток обеспечивается распределение ёмкости на дросселе.

    Интересно! Витки наматываются с определенным шагом, многое зависит от типа катушки.

    Виды и типы

    Различают низкочастотные, высокочастотные модели. В отдельную категорию выделяют винтовые, спиральные катушки. Также существуют модификации, которые используются в радиотехнике. Они подходят для защиты конденсатора либо резонансных контуров.

    Устройства в радиотехнике

    Для трансформаторов годятся катушки с усилителем каскадом. В последнюю категорию выделены вариометры, основное отличие — высокая частота колебательных контуров. Дроссели могут быть одинарными либо сдвоенными. От этого зависит показатель индуктивности и питания системы.

    Низкочастотные

    Для включения в электрическую цепь, применяется низкочастотная катушка индуктивности. Она предназначена для подавления переменного тока. В формуле учитывается циклическая частота и показатели индуктивности. За основу в устройствах берётся сердечник, который изготавливается из стали. Он может быть с фильтрами либо без них.

    Чтобы влиять на частоту, происходит игра с сопротивлением. В цепи постоянного тока напряжение должно быть неизменным. С целью понижения частоты применяются фильтры. Основная проблема — это малая ёмкость. Чтобы детально ознакомиться с дросселем, стоит подробнее узнать о резонансной частоте, которая выделяется на контуре рабочего сигнала.

    Когда в цепях повышается напряжение, на каркас оказывается нагрузка. В цепи постоянного тока задействуются непрозрачные проволочные резисторы. Также для этих целей подходят однослойные катушки типа «универсал». Их особенность — использование ферритовых стержней.

    Низкочастотная катушка

    Высокочастотные

    Устройства изготавливаются с различными типами обмотки. Речь идет о наборе преимуществ, которые спасают в той или иной ситуации. Сфера применения элементов широка, учитывается значительная частота модуляции. Таким образом удается бороться с повышенным сопротивлением металлов. У катушек имеется сердечник.

    Основная задача — это модуляция частоты генератора. Она происходит за счёт усиления сигнала, и за процессом можно проследить при подключении осциллографа. Многие высокочастотные катушки не отличаются стабильной работой, поскольку применяется керамический каркас. У него малый срок годности, плюс они восприимчивы к повышенной влажности.

    Интересно! Современные товары изготавливаются из алюминия и являются компактными.

    Электрикам известны контурные, безконтурные модификации высокой частоты. В зависимости от намотки учитывается стабильность электрических параметров. У моделей высокой частоты могут применяться магниты и провода. Речь идет о порошковых материалах, сделанных из диэлектриков.

    Процесс изготовления связан с методом холодного прессования. Индуктивные датчики отличаются по защищенности. На предприятиях элементы могут погружать в раствор либо продевать в трубку. Это делается с целью избежания коротких замыканий. Мировые производители решают проблему путем использование вторичного витка.

    Высокочастотная катушка

    У моделей значительное сопротивление и есть проблема с концентрацией электролита. Таким образом изменяются свойства катушки индуктивности. Проводимость раствора падает и повышается частота электромагнитного поля.

    Основные технические параметры

    Катушки индуктивности имеют следующие характеристики:

    • добротность отклонения;
    • эффективность;
    • начальная индуктивность;
    • температура;
    • стабильность;
    • предельная емкость;
    • номинальная индуктивность.

    Стабильность демонстрирует свойства устройства при изменении условий использования. Температура фиксируется вследствие различных причин. Многое зависит от размера каркаса. Когда температура уменьшается, индуктивность также снижается. Современные параметры — это цикличность, которая является отношением температуры к линейному расширению. Учитывается изменение в керамической основе плюс показатель плотности.

    Температура отслеживается на горячей намотке. В этом плане хорошо себя показали многослойные дроссели с сердечником, которые сделаны из карбонильного железа. Ёмкость отображает количество витков катушки, берется в расчет количество секций и контуров. Высокочастотные модели считаются более емкостными и стабильными.

    Емкостные катушки

    Номинальная индуктивность — это параметр, который учитывает изменение размеров волны. Измерение происходит в микрогенрах. Если смотреть на формулу, учитывается количество витков, длина намотки, плюс диаметр катушки.

    Маркировка

    При рассмотрении катушек индуктивности оценивается цветовая и кодовая маркировка. Если смотреть на первые цифры, отображается показатель индуктивности. Далее учитывается параметр отклонения:

    • Серебряный 0,01 мкГн, 10%.
    • Золотой 0,1 мкГн, 5%.
    • Черный 0,1мкГн, 20%.
    • Коричневый 1,1 мкГн.
    • Красный 2, 2 мкГн.
    • Оранжевый 1 мкГн.
    • Желтый 4 мкГн.
    • Зеленый 5 мкГн.
    • Голубой 6 мкГн.
    • Фиолетовый 7мкГн.
    • Серый 8 мкГн.
    • Белый 9 мкГн.
    Маркировка

    В нестабильной цепи переменного электрического тока не обойтись без катушки индуктивности. Выше описаны основные типы изолированных проводников, продемонстрированы их параметры. Учитывается уровень частоты, а также свойства.

    Катушка

    Santa Fe | Производство, восстановление электрических катушек

    Подразделение Santa Fe Electric, Inc.

    Ваш источник специальных и устаревших катушек

    Что мы делаем:
    Santa Fe Coil предоставляет услуги по изготовлению и восстановлению катушек индуктивности, соленоидов и трансформаторов. Используя знания, полученные за более чем 25-летний опыт работы, мы можем скопировать или восстановить большинство электрических катушек, даже если они сильно сгорели или повреждены.У нас также есть возможность преобразовать вашу катушку на другой рабочий ток или напряжение.

    Что мы несем:
    В дополнение к общему ремонту и производству электрических катушек, Santa Fe Coil хранит большую базу данных соленоидов для автоматических выключателей, распределительных устройств, контакторов и реле. Если вы ищете катушку для одного из этих устройств, скорее всего, у нас есть информация о ней.

    Наша философия:
    Наша компания стремится обеспечить наилучшее обслуживание клиентов.Мы стараемся удовлетворить любой запрос, в том числе в короткие сроки и по конкурентоспособным ценам. В результате этих убеждений у нас появляется много постоянных клиентов и много рекомендаций. Мы с нетерпением ждем возможности стать вашим поставщиком электрических катушек.

    Двигатели выключателя:

    Ремонтируем электродвигатели для распределительных устройств и выключателей. Обычно моторы зарядные, моторы подъемники.

    Катушки распределительного устройства / Катушки автоматического выключателя:

    Поставляемые бренды включают: General Electric (GE), Westinghouse, ITE, Square D, Siemens, Cutler-Hammer, Merlin Gerin, ABB, Edison, Brown Boveri, McGraw, Allis-Chalmers

    .

    Катушки контактора:

    брендов включают: General Electric (GE), Westinghouse, ITE, Square D, Siemens, Cutler-Hammer, Merlin Gerin, ABB, Edison, Brown Boveri, McGraw, Allis-Chalmers, DECCO

    Устаревшие катушки / Катушки с трудом найти:

    У нас есть информация о некоторых выключателях и контакторах 1930-х годов.Есть большая вероятность, что у нас будет катушка, которую вы ищете.

    Специальные катушки / Пользовательские катушки:

    Не можете найти катушку, которую ищете? У нас может быть информация об этом. Если нет, мы можем скопировать вашу катушку или изготовить катушку в соответствии с вашими требованиями.

    Электрическая катушка

    по сравнению с керамической варочной панелью

    Электрическая катушка — один из вариантов для кухонных плит.

    Кредит изображения: Jupiterimages / Comstock / Getty Images

    Когда пришло время выбрать новую приставку для вашего дома, понимание различий между ними поможет вам сделать лучший выбор для своей семьи. Электрические змеевики и керамические варочные поверхности имеют некоторые существенные различия в обращении, ежедневном использовании и очистке. В зависимости от требований вашего образа жизни и ваших стилевых предпочтений, один из них может лучше подойти вашей кухне, чем другой.

    Уборка

    Поверхности электрических змеевиков можно легко очистить с помощью традиционных чистящих средств для кухонных приборов и губки.В зависимости от типа поверхности вам может потребоваться обычное чистящее средство для нержавеющей стали. Керамические поверхности требуют очень тщательной очистки. Используйте средство для чистки керамических поверхностей и мягкую ткань для ухода за поверхностью керамического прибора. Сразу же убирайте пролитый сахар бумажным полотенцем или соскребайте пригоревшие пятна пластиковым скребком или бритвенным лезвием, соблюдая осторожность, чтобы не поцарапать поверхность.

    Посуда

    Керамические варочные поверхности требуют тщательного выбора посуды.Большинство производителей рекомендуют использовать тяжелую посуду из нержавеющей стали или алюминия для достижения наилучших результатов. Эти материалы хорошо проводят тепло, не повреждая керамическую поверхность. Допускается использование чугуна с эмалевым покрытием, обеспечивающего гладкое дно, при условии, что вы поднимаете сковороду перед ее перемещением. Электрические змеевики гораздо более снисходительны к выбору посуды. Допустима тяжелая посуда, которая хорошо проводит тепло, будь то керамическая, керамическая, чугунная, нержавеющая или алюминиевая посуда.

    Обогрев

    Змеевиковые горелки нагреваются быстро, достигая заданной температуры быстрее, чем керамические горелки. Но тепло больше концентрируется на керамических конфорках, что способствует эффективному процессу приготовления пищи. Катушки остаются горячими дольше, чем керамические горелки, и представляют опасность ожога, если вы ударите катушки, выступающие над поверхностью. Змеевик горелки подключается к источнику питания под поверхностью печи. Соединение может ослабнуть, что приведет к выходу горелки из строя. Керамические варочные поверхности не испытывают этой проблемы.

    Прочность поверхности и внешний вид

    Поверхности электрических катушек более долговечны, чем керамические, когда на них нужно положить предметы. Например, вы можете положить пакеты с продуктами на поверхность змеевика, не рискуя повредить зону готовки. Однако, если вы поместите пакеты на керамическую поверхность, они могут поцарапать или иным образом повредить верх. Керамические поверхности гладкие и выглядят на кухне более обтекаемыми по сравнению со змеевиками, которые выступают из верхней части плиты, визуально нарушая плавные линии прибора.

    Neptronic | Электрические обогреватели | Открытые змеевики

    Датчики подачи и нагнетания

    Используется для вычисления истинного ΔT по
    устранение смещения от лучистого
    нагревать.Два канала Neptronic STC8-11
    датчики температуры включены.

    Запатентованный EAS

    Без механического реле расхода воздуха
    требуется. Электронные датчики воздушного потока
    (EAS), разрешите нагревателю отключиться
    если поток воздуха слишком низкий.

    Интеграция с BMS

    Интегрируйте с BMS и интеллектуальным
    здания через BACnet MS / TP или
    Modbus, чтобы подтолкнуть вас к
    Интернет вещей (IoT)

    Удаленный мониторинг

    Управление энергопотреблением, сигнализация
    мониторинг и удаленная диагностика
    даже без интеграции с BMS.

    Часы реального времени (RTC)

    Включает данные в реальном времени, отслеживание тенденций,
    и планирование.

    Интерфейс удаленного пользователя (TRL24)

    Отображает сигналы тревоги, комнатную температуру,
    уставка, состояние и потребность.

    Встроенные преобразователи тока

    Рассчитывает мощность в реальном времени
    данные о потреблении (кВт).

    Назад к основам: Как работает катушка зажигания

    16 февраля 2021 г. | Статья

    .

    Во всех системах зажигания современных бензиновых двигателей катушки зажигания используются для одной и той же основной функции: для создания высокого напряжения, необходимого для возникновения искры на свече зажигания.Профессионалы послепродажного обслуживания будут знакомы с их назначением и основными характеристиками, но они могут не знать о глубоких научных принципах, на которые они опираются. Здесь мы объясняем, как электромагнетизм лежит в основе важной роли катушки зажигания…

    История катушек зажигания

    Хотя системы зажигания, безусловно, развивались с течением времени — в частности, включали все больше и больше электроники — они все еще несут отличительные черты оригинальных катушечных систем зажигания, которые были введены более 100 лет назад.

    Первую катушечную систему зажигания приписывают американскому изобретателю Чарльзу Кеттерингу, который разработал катушечную систему зажигания для крупного производителя автомобилей примерно в 1910/1911 годах. Впервые он разработал электрическую систему, которая питала стартер и зажигание одновременно. Аккумулятор, генератор и более полная электрическая система транспортного средства обеспечивали относительно стабильное электрическое питание катушки зажигания.

    Система Кеттеринга (Рисунок 1) использовала одну катушку зажигания для создания высокого напряжения, которое передавалось на рычаг ротора, который эффективно направлял напряжение на серию электрических контактов, расположенных в узле распределителя (по одному контакту на каждый цилиндр). ).Эти контакты затем соединялись проводами свечей зажигания со свечами зажигания в такой последовательности, которая позволяла распределять высокое напряжение на свечи зажигания в правильном порядке зажигания цилиндров.

    Рисунок 1: Основные компоненты системы зажигания Кеттеринга


    Система зажигания Kettering стала практически единственным типом системы зажигания для массовых бензиновых автомобилей и оставалась таковой до тех пор, пока в 1970-х и 1980-х годах системы зажигания с электронным переключением и управлением не начали заменять механические системы зажигания.

    Основной принцип катушки зажигания

    Для создания необходимого высокого напряжения в катушках зажигания используются отношения, существующие между электричеством и магнетизмом.

    Когда электрический ток течет через электрический проводник, такой как катушка с проволокой, он создает магнитное поле вокруг катушки (Рисунок 2). Магнитное поле (или, точнее, магнитный поток) фактически является накопителем энергии, которая затем может быть преобразована обратно в электричество.

    Рисунок 2: Создание магнитного поля путем пропускания электрического тока через катушку


    При первоначальном включении электрического тока ток быстро увеличивается до максимального значения. Одновременно магнитное поле или магнитный поток будет постепенно расти до максимальной силы и станет стабильным, когда электрический ток станет стабильным. Когда электрический ток затем отключается, магнитное поле возвращается обратно в катушку с проволокой.

    На силу магнитного поля влияют два основных фактора:

    1) Увеличение тока, подаваемого на катушку с проволокой, усиливает магнитное поле

    2) Чем больше витков в катушке, тем сильнее магнитное поле.

    Использование изменяющегося магнитного поля для индукции электрического тока

    Если катушка с проволокой подвергается воздействию магнитного поля, а затем магнитное поле изменяется (или перемещается), это создает электрический ток в катушке с проволокой.Этот процесс известен как «индуктивность».

    Это можно продемонстрировать, просто перемещая постоянный магнит по катушке. Движение или изменение магнитного поля или магнитного потока индуцирует электрический ток в проводе катушки (Рисунок 3).

    Рисунок 3: Изменяющееся или движущееся магнитное поле индуцирует электрический ток в катушке

    Есть два основных фактора, которые влияют на то, сколько напряжения индуцируется в катушке:

    1. Чем быстрее изменяется (или скорость движения) магнитного поля и чем больше изменение силы магнитного поля, тем больше индуцированное напряжение.
    2. Чем больше количество витков в катушке, тем больше индуцированное напряжение.

    Использование коллапсирующего магнитного поля для индукции электрического тока

    Когда магнитное поле создается путем приложения электрического тока к катушке с проволокой, любое изменение электрического тока (увеличение или уменьшение тока) вызывает такое же изменение магнитного поля. Если электрический ток выключен, магнитное поле схлопнется.Коллапсирующее магнитное поле будет индуцировать электрический ток в катушке (рис. 4). Рисунок 4: Если электрический ток, используемый для создания магнитного поля, отключен, магнитное поле схлопывается, что индуцирует другой электрический ток в катушке

    .

    Точно так же, как увеличение скорости движения магнитного поля по катушке с проволокой увеличивает напряжение, индуцированное в катушке, если коллапсирующее магнитное поле может сжиматься быстрее, это вызовет более высокое напряжение.Кроме того, в катушке может быть индуцировано более высокое напряжение, если количество обмоток в катушке увеличивается.

    Взаимная индуктивность и действие трансформатора

    Если две катушки с проволокой размещены рядом или вокруг друг друга, и электрический ток используется для создания магнитного поля вокруг одной катушки (которую мы называем первичной обмоткой), магнитное поле также будет окружать вторую катушку (или вторичную обмотку). ). Когда электрический ток отключается, а затем магнитное поле коллапсирует, оно индуцирует напряжение как в первичной, так и во вторичной обмотках.Это известно как «взаимная индуктивность» (рис. 5).


    Рис. 5: Магнитное поле в первичной обмотке также окружает вторичную обмотку. Коллапс поля индуцирует электрические токи в обеих обмотках


    Для катушек зажигания (и многих типов электрических трансформаторов) вторичная обмотка состоит из большего числа обмоток, чем первичная обмотка. Когда магнитное поле схлопывается, оно вызывает более высокое напряжение во вторичной обмотке, чем в первичной (рис. 6).

    Рис. 6. Здесь вторичная обмотка имеет больше катушек, чем первичная. Когда магнитное поле схлопывается, напряжение во вторичной обмотке будет больше, чем напряжение, индуцированное в первичной обмотке

    Первичная обмотка катушки зажигания обычно содержит от 150 до 300 витков провода; вторичная обмотка обычно содержит от 15 000 до 30 000 витков провода, что примерно в 100 раз больше, чем первичная обмотка.

    Магнитное поле изначально создается, когда электрическая система автомобиля подает примерно 12 вольт на первичную обмотку катушки зажигания.Когда в свече зажигания требуется искра, система зажигания отключает ток в первичной обмотке, что вызывает коллапс магнитного поля. Коллапсирующее магнитное поле вызовет в первичной обмотке напряжение порядка 200 вольт; но наведенное на вторичную обмотку напряжение будет примерно в 100 раз больше, около 20 000 вольт.

    Таким образом, используя эффекты взаимной индуктивности и вторичную обмотку, которая имеет в 100 раз больше обмоток, чем первичная обмотка, можно преобразовать исходное 12-вольтовое питание в очень высокое напряжение.Этот процесс преобразования низкого напряжения в высокое называется «действием трансформатора».

    В катушке зажигания первичная и вторичная обмотки намотаны вокруг железного сердечника, что помогает концентрировать и усиливать магнитное поле и магнитный поток, тем самым делая катушку зажигания более эффективной.

    DENSO является давним лидером в области технологий прямого зажигания, а катушки зажигания DENSO доступны на вторичном рынке. Узнайте больше о типах катушек зажигания DENSO и их преимуществах.

    Вернуться к обзору

    Купить устройство для вставки электрических катушек Akiles Finish @ Coil M с обжимными устройствами по цене $ 353,83 (FinishACoilM)

    Продукт

    Описание

    Новая катушка Akiles Finish — @ — Coil M — это более крупная и многофункциональная версия катушки Akiles Roll- @. Этот новый блок включает в себя более крупные ролики, более мощный двигатель и большую площадь основания, что упрощает установку катушек на края ваших книг. Akiles Finish — @ — Coil имеет регулируемые полноразмерные ролики, которые помогают сделать установку катушки на удивление быстрой и простой даже на очень больших диаметрах.Это делает Finish @ Coil идеальным решением для операторов, которым требуется универсальность и производительность? И обязательно для всех центров привязки с большими рабочими нагрузками.

    Подробная информация о продукте

    • U-образный канал выравнивания Помогает приспосабливать корешок документов большего диаметра к форме катушки, для более быстрого и легкого введения
    • Регулируемый роликовый механизм Для более легкого введения катушек большего диаметра
    • Обжимные устройства для катушек включены в комплект каждое устройство
    • Отсек для обжима катушек с прозрачным покрытием обеспечивает удобное хранение и гарантирует, что ваши клещи для обжима не потеряются.
    • Шкала диаметра спиральной катушки Помогает проверить размер диаметра катушки.
    • Селектор диаметра спиральной катушки позволяет пользователям лучше всего выбирать правильный размер диаметра катушки, соответствующий толщине вашего документа.
    • Ножная педаль. Позволяет свободно использовать обе руки и предоставляет оператору полный контроль над роликом.
    • Идентификатор шага Проверяет убедитесь, что шаг катушки соответствует шагу перфорированного документа.

    Staff

    Review

    Akiles Finish-A-Coil M Electric Coil Inserter Review

    Переплет катушки — это один из способов обеспечить великолепный внешний вид ваших коротких и длинных документов.Это очень популярный метод переплета, поскольку он позволяет связывать документы, содержащие более 400 страниц, а сами катушки доступны практически в любом цвете, который вы когда-либо захотите (розовый, фиолетовый, черный, желтый, синий и т. Д.). Кроме того, вы даже можете вставить катушки вручную. Однако, если вы предпочитаете, чтобы машина выполняла эту работу за вас, вам следует проверить устройство для вставки электрических катушек Akiles Finish-A-Coil M. Это действительно потрясающая машина, которая позволяет легко создавать переплетенные документы. Вот на что способно это устройство….

    • Этот станок в первую очередь является устройством для вставки катушек. Вставка выполняется электрически с помощью ножной педали, а затем обжим выполняется вручную с помощью пары щипцов для проволоки. Это хороший компромисс между выполнением всего вручную (что может быть утомительно) и использованием более дорогого и продвинутого устройства, такого как Akiles Finish-A-Coil E1 со встроенным обжимом.
    • Finish-A-Coil имеет полноразмерные ролики, которые делают вставку корешков в ваши документы проще, чем когда-либо прежде.Основной ролик EPDM имеет длину 11-3 / 8 дюймов и может обрабатывать бухты диаметром до 50 мм. Это позволит вам переплетать книги, содержащие до 440 страниц, поэтому он идеально подходит, если вы регулярно работаете с длинными документами.
    • Это устройство упрощает выбор необходимых расходных материалов. В нем есть переключатель катушки, поэтому вы сможете выбрать лучшую катушку для вашего документа в зависимости от ее толщины. Настроить этот аппарат легко, чтобы он мог поработайте с выбранным вами позвоночником.Таким образом, вы можете перейти от маленького к большому за считанные секунды.
    • Хотя вам нужно обжать концы катушки самостоятельно, Akiles прилагает к каждому устройству пару обжимных клещей. Это продуманный жест, потому что эти плоскогубцы могут стоить около 50 долларов. Таким образом вы сможете немного сэкономить. Есть даже прозрачный отсек, в котором вы можете хранить плоскогубцы и другие принадлежности, поэтому все необходимое всегда будет под рукой.
    • Это устройство будет легко хранить на рабочем столе, так как его длина составляет всего 14,5 дюймов (длина) x 10.5 дюймов (длина) x 5,75 дюйма (высота).
    • Наконец, Finish-A-Coil поставляется с годовой гарантией, так что вы будете защищены, если машина решит доставить вам какое-либо горе.

    Пара замечаний по поводу этой машины. Во-первых, ваши документы должны быть перфорированы, прежде чем вы сможете запускать их через это устройство. Использование перфорированной бумаги — самый экономичный (и самый быстрый) способ решить эту проблему. Вы также можете использовать перфорационное устройство, если оно под рукой. (Просто убедитесь, что он такой же, как и у используемых вами расходных материалов.) Кроме того, с этой машиной нельзя использовать проволочные иглы или пластиковые гребни. В целом, Akiles Finish-A-Coil — отличный выбор, если вам нужен способ вставить эти катушки в ваши документы. (Просто убедитесь, что у вас есть способ получить перфорированную бумагу.) Если это звучит как машина для вас, присмотритесь к ней сегодня поближе.

    Зависимость электрического поля, индуцированного ТМС, от ориентации катушки для M1 и других областей мозга | Журнал нейроинжиниринга и реабилитации

    Моторная кора

    Изменение индуцированного электрического поля для M1, вызванное изменением ориентации катушки, было визуализировано и количественно оценено.Хотя самое сильное электрическое поле может быть обнаружено на вершине предцентральной извилины для всех ориентаций катушки, четкой ориентационной зависимости в напряженности поля в этом кортикальном месте не наблюдается (рис. 3, верхний ряд, вокруг черной точки ). Электрическое поле на вершине извилины в основном параллельно поверхности коры и никогда не перпендикулярно. Согласно C 3 -модель , электрическое поле должно быть перпендикулярным и направленным в корковую поверхность (ортодромно к нижележащим кортикальным нейронам [31]).

    В центральной борозде сила перпендикулярного компонента сильно зависит от вращения катушки (Рисунок 3, нижний ряд и Рисунок 4B). Зависимость средней напряженности поля от ориентации катушки в борозде невелика (рис. 4A). Для M1 самые сильные перпендикулярные поля ( положительных и отрицательных ) создаются при ориентации катушки под углом 45 градусов относительно медиально-сагиттальной плоскости. Поворот катушки на 90 градусов по сравнению с оптимальной ориентацией, которая выравнивает среднюю линию в форме восьмерки с центральной бороздой, дает слабый перпендикулярный компонент (рис. 4B).Результаты этого исследования хорошо согласуются с экспериментальными данными [2,3] и предыдущими результатами моделирования [19]. Они подтверждают, что поле в стенке борозды (и ортодромное по отношению к кортикальным нейронам [31]) очень чувствительно к изменениям ориентации спирали и, скорее всего, является основным местом активации нейронов.

    Стимуляция за пределами M1

    Местная анатомия областей за пределами M1 отличается от M1, поэтому для каждого целевого местоположения необходимо определять оптимальную ориентацию катушки TMS (Таблица 1).В общем, все местоположения отображают множественные извилины с высокой напряженностью электрического поля рядом с намеченным кортикальным местоположением для всех ориентаций катушки. Наивысшие значения поля расположены на вершине извилин, что аналогично результатам M1 и более ранних отчетов [11-14]. Подобно M1, электрическое поле на вершине извилин в основном параллельно поверхности коры и поэтому, вероятно, не подвержено изменениям ориентации катушки. Значительные значения поля также обнаруживаются в стенках борозды, где оно считается высокоэффективным из-за своего направления ( перпендикулярно кортикальной поверхности ) (Рисунок 2 и Рисунок 5).

    Чтобы определить, можно ли улучшить ориентацию катушки стандартной TMS ( ссылки , таблица 1) для рассматриваемой модели, мы рассчитали поле, перпендикулярное поверхности коры в целевых областях, расположенных в ближайших бороздчатых стенках ( Методы , Анализ данных ). Почти для всех областей коры-мишеней, выбранных в этом исследовании, ориентация катушки стандартного TMS индуцирует (почти) оптимальное электрическое поле (рисунок 5 и таблица 3).Этого не произошло в пунктах PMR, PML, CL и CR. Для PMR и PML можно применить простое вращение катушки (от -30 до +40 градусов), чтобы направить поле перпендикулярно борозной стенке в целевой области и сделать его оптимальным. Результаты для CR и CL заслуживают большего внимания и более подробно обсуждаются в параграфе. Мозжечок .

    Для мозжечка (CL, CR и CM) и локализации DLPMC (PMR и PML) выбор ориентации был основан на физиологических показателях исхода.Для местоположений SMA (SM1 и SM2) выбор ориентации был подтвержден физиологическими показателями результатов. Для других местоположений ориентация стандартной катушки TMS может быть основана на теории, согласно которой индуцированное поле должно быть перпендикулярно лежащей ниже корковой извилине. Следовательно, можно сказать, что неудивительно, что такая ориентация катушки создает электрические поля с почти самой сильной перпендикулярной составляющей. Тем не менее, большинство экспериментальных исследований по-прежнему определяют ориентацию спирали на общих ориентирах, например, под углом относительно сагиттальной средней линии.Стандартные ориентации, используемые в этом исследовании, также основаны не на анатомических данных МРТ, а на этих общих ориентирах. Поэтому обнадеживает то, что ориентации, основанные на этих общих ориентирах, также создают электрические поля с сильным перпендикулярным полем в нашей модели головы для конкретного человека.

    Обобщение

    Конечно, из-за индивидуальных различий в анатомии головы и мозга оптимальная ориентация катушки, найденная в нашей модели, может быть неоптимальной для других людей.Тем не менее, из представленных результатов можно сделать еще несколько важных выводов. Первое и самое важное: общее правило, согласно которому катушка TMS в форме восьмерки должна быть ориентирована перпендикулярно лежащей под ней бороздовой стенке и должна индуцировать направленное внутрь электрическое поле, также справедливо для областей за пределами M1. Это означает, что ориентация катушки на основе анатомической информации о целевой области мозга (например, с помощью анатомических данных МРТ) может улучшить результаты исследования.Для определения оптимальной ориентации может не потребоваться сложное компьютерное моделирование, хотя оно может предоставить много информации об индуцированном электрическом поле. Во-вторых, можно считать обнадеживающим тот факт, что стандартная ориентация катушки TMS кажется близкой к оптимальной для модели головы, использованной в этом исследовании. Это может означать, что межличностные различия в кривизне достаточно малы, чтобы существенно не изменять индуцированное электрическое поле (перпендикулярное поверхности коры).Однако конкретные результаты для местоположений PMR и PML уменьшают это утверждение. И, наконец, в-третьих, результаты показывают, что поворот катушки на 10 градусов ( от оптимальной ориентации ) не сильно меняет электрическое поле (Рисунок 4, Дополнительный файл 1: Средняя напряженность электрического поля для всех целевых областей). Это означает, что небольшие ошибки ориентации (например, из-за неправильного размещения катушки экспериментатором), вероятно, не сильно повлияют на эффекты, вызванные TMS. Ошибка ориентации в 90 градусов определенно минимизирует эффект TMS, но такой вид ошибки маловероятен при использовании обычно используемых сегодня нейронавигационных инструментов.

    I-волны и перпендикулярное электрическое поле

    Кортикальный ответ на ТМС зависит от сложного взаимодействия между распределением приложенного электрического поля и нейронными элементами и сетями в коре. Здесь важна ориентация электрического поля, как показано в этом исследовании, но также важны такие аспекты, как тип катушки, стимуляция (одиночная, парно-импульсная или повторяющаяся) и форма импульса.

    Общепринятая теория, объясняющая механизмы корковой активации в M1, основана на генерации прямых (D) и непрямых (I) волн.Стимуляция M1 с помощью TMS-катушки в форме восьмерки, монофазной формы волны и задне-переднего (P-A) направления поля дает несколько I-волн, отражающих косвенную активацию пирамидных нейронов слоя V (P5) [30]. При более высокой интенсивности также осуществляется прямая активация нейронов P5, генерирующая D-волну. Кортикоспинальная волна с самым низким порогом TMS для этого специфического типа стимуляции называется I1-волной. Генерация этой волны имеет ориентационное предпочтение электрического поля (электрическое поле направлено PA на ручку) [32].Непрямая стимуляция пирамидных нейронов слоя V (P5) в этой установке TMS, вероятно, связана с активацией возбуждающих пирамидных нейронов в слоях II (P2) и III (P3) в коре головного мозга [33] (Рисунок 6).

    Рисунок 6

    Кортикальный столбец в бороздовой стенке: упрощенное схематическое изображение кортикального столба в бороздовой стенке. Включены нейронные элементы (P2, P3, P5), которые, возможно, стимулируются компонентом электрического поля, выровненным с осью кортикального столба.Электрические поля, перпендикулярные (Eperp) и тангенциальные (Etan) к стенке борозды, показаны красными стрелками.

    Аксональные связи P2 и P3 с нейронами P5 лежат внутри кортикального столба, вдоль направления оси кортикального столба. Это означает, что электрическое поле, перпендикулярное поверхности коры, вероятно, вызовет волну I1. Поскольку направление индуцированного электрического поля преимущественно параллельно плоскости катушки TMS, поле в бороздах в основном перпендикулярно поверхности коры.В верхней части извилин электрическое поле, индуцированное ТМС, в основном параллельно кортикальной поверхности. Это означало бы, что волна I1 после стимуляции ТМС возникает в борозде. Более поздние I-волны создаются сложными цепями, более высокой интенсивностью стимуляции и, возможно, другими компонентами электрического поля [32]. Это может означать, что предпочтение направления электрического поля наиболее применимо к I1-волне и что эффекты ориентации катушки наиболее заметны при низких интенсивностях стимуляции.

    Результаты стимуляции M1 с помощью TMS-катушки в форме восьмерки, однофазной формы волны и направления поля P-A хорошо согласуются с аргументами, изложенными выше. Однако существуют и другие протоколы и аппаратные настройки TMS. Например, стимуляция с помощью катушки в форме восьмерки и двухфазной формы волны дает менее однородные нисходящие корковые залпы по сравнению со стимуляцией с однофазной формой волны [30,33]. Это может означать, что при такой стимуляции активируются и другие нервные элементы.Тем не менее, передне-задне-задне-передняя (AP-PA) ориентация производит аналогичный паттерн набора волн D и I с увеличением интенсивности стимуляции, как и монофазная стимуляция PA [30,33].

    Приведенный выше аргумент основан на предположении, что активация коры происходит через стимуляцию нервных элементов, выровненных с осью кортикального столба. Однако это, конечно, не единственный возможный механизм активации коры. Подробное обсуждение возможных механизмов корковой активации и нервных элементов, которые могут стимулироваться с помощью ТМС, см., Например, в [34].

    Cerebellum

    Результаты в таблице 3 и на рисунке 5 показывают, что стандартная ориентация катушки для стимуляции CR и CL, которая индуцирует электрическое поле с каудально-ростральным направлением, не может считаться оптимальной. Оптимальная ориентация, найденная в этом исследовании, вызовет медиально-латеральное направленное поле. Кроме того, результаты таблицы 3 предполагают, что латеральная стимуляция мозжечка очень маловероятна из-за низких значений для перпендикулярного поля. Однако из предыдущих исследований известно, что мозжечок можно стимулировать [8,35].

    Есть два возможных объяснения расхождений. Первая причина может заключаться в том, что нейронные структуры в мозжечке сильно отличаются от их популяции клеток Пуркинье. Эти клетки могут стимулироваться по-другому и быть более восприимчивыми к электрическому полю, направленному параллельно поверхности мозжечка. Другой причиной могло быть отсутствие извилин и борозд мозжечка в данной модели. Это связано с тем, что модель основана на 3-тесловой МРТ, в которой извилины мозжечка слишком малы, чтобы их можно было надежно различить на МРТ-изображениях.Следовательно, мы не можем определить перпендикулярную составляющую электрического поля в бороздовых стенках мозжечка. Для будущих исследований по моделированию, в которых особое внимание уделяется мозжечку, было бы важно включить извилины мозжечка в процесс построения модели.

    Ограничения и проверка

    The C 3 -модель очень подходит для объяснения эффекта ориентации спирали на активацию популяций нейронов, но это все еще упрощение механизма, ответственного за активацию нейронов с помощью ТМС.Параллельный компонент электрического поля также может способствовать активации нейронов коры головного мозга. Как упоминалось ранее в разделе I-волны и перпендикулярное электрическое поле , при более высоких интенсивностях поздние I-волны создаются более сложными цепями и, возможно, другими направлениями электрического поля [32]. Представление о том, что другие направления электрического поля, возможно, также способствуют генерации MEP, подкрепляется исследованием Opitz et al. (2013) [36]. В пределах заданной области M1 были обнаружены корреляции между амплитудой MEP и средней напряженностью перпендикулярной составляющей, а также средней тангенциальной составляющей электрического поля.Хотя эти результаты кажутся противоречащими предположению о том, что перпендикулярный компонент является наиболее важным для зависимости ориентации катушки, это не обязательно так. Корреляции были определены для изменения амплитуды МВП из-за положения катушки, а не конкретно для ориентации катушки. Сила обеих составляющих электрического поля, вероятно, будет зависеть от расстояния до M1, как и амплитуда МВП. Таким образом, возможно, что обе компоненты электрического поля вносят вклад в генерацию MEP, но только сила перпендикулярной компоненты вносит вклад в ориентационную зависимость.

    Результаты этого исследования также основаны на предположениях и упрощениях в отношении активации нейронов для различных областей коры. Наиболее важными из них являются одинаковый режим активации нейронов и предпочтительное направление электрического поля для всех областей коры. Тем не менее, распределение или тип нейронов может отличаться, а также предпочтение направления активации индуцированным электрическим полем (см. Мозжечок ).Однако эти предположения оправдываются тем фактом, что подобная базовая столбчатая структура может быть обнаружена по всей коре головного мозга [22,23]. Мы думаем, что до тех пор, пока нет сведений о различиях в механизмах активации между корковыми областями из-за TMS, разумно предположить, что такая же интенсивность и направление относительно границы CSF-GM необходимы для стимуляции популяций нейронов во всех церебральных клетках. области.

    Представленные модели МКЭ основаны на хорошо известных законах физики ( Методы , раздел Теоретические основы TMS ) и рассчитанные поля действительны.Однако результаты все еще должны быть подтверждены тщательными проверочными экспериментами. В этих экспериментах зависимость ориентации катушек должна быть проверена для немоторных областей мозга, например, с одновременной ТМС-фМРТ [37], ТМС-ЭЭГ [38], фосфеновым порогом ( затылочной коры ) или с двумя катушками — парные импульсные протоколы ( корковых областей, подключенных к M1 ). Такие эксперименты уже проводились, например, для SMA [25,26], физиологические измерения которого согласуются с результатами, представленными здесь.Тем не менее, чтобы подтвердить общие правила, согласно которым индуцированное электрическое поле всегда должно быть направлено перпендикулярно к лежащей ниже извилине и что небольшие изменения ориентации не имеют большого влияния на результаты, следует провести новые проверочные эксперименты. В этих экспериментах точное местоположение кортикальной мишени должно быть проверено, например, с помощью фМРТ, а ориентация катушки должна изменяться с небольшими шагами по 10 градусов. Таким образом можно определить точную ориентацию относительно корковой мишени.С помощью этих экспериментов можно также проверить обоснованность упомянутых выше упрощений в отношении нейронной активации.

    Будущие модели объемной проводимости

    Предыдущие отчеты в основном обращали внимание на силу электрического поля и почти не касались направления электрического поля [11,12]. Другие исследования действительно включали направление, но фокусировались только на одной борозде [39,34]. Здесь мы хотим привести аргумент в пользу сосредоточения внимания на направлении относительно нижележащих корковых структур.В этом исследовании мы решили сосредоточиться на поле, перпендикулярном поверхности коры, на основе C 3 -модель [19,20]. Связанный подход заключался бы в сосредоточении внимания на направлении поля, определяемом первым собственным вектором DTI на интерфейсе GM-WM [36].

    Создание сложных и реалистичных конечно-элементных моделей отнимает много времени и требует значительных вычислительных мощностей. Поэтому вместо них часто используются сферические модели или модели с низким разрешением.Однако отсутствие кривизны коры, как в первых сферических моделях [15,16], делает невозможным изучение электрического поля внутри борозд и тем самым недооценивает поле, перпендикулярное поверхности коры. Можно сделать вывод, что исследования моделирования должны включать реалистичную границу CSF-GM, чтобы правильно ответить на вопросы об индуцированном электрическом поле на корковом уровне.

    Электрические катушки на заказ | Корпорация Stonite Coil

    Опытная команда

    Stonite Coil готова решить проблемы, связанные с изготовлением катушек по индивидуальному заказу, которые другие не могут или не могут сделать.Наша команда нацелена на сотрудничество и партнерство с инженерами-электриками и агентами по закупкам для проектирования, создания прототипов, производства и намотки индивидуальных электрических катушек.

    Применение обмотки электрической катушки Stonite: *
    • Электрические клапаны и соленоиды привода
    • Электромагниты большие
    • Электрические дроссели и реакторы (без материала активной зоны)
    • Катушки индуктивности
    • Катушки трансформатора
    • Приводы вибратора
    • Двигатели линейные (2-осевая обмотка)

    * Приведенный выше список представляет собой лишь несколько примеров наших применений для обмотки электрических катушек.Если то, что вам нужно, отсутствует в списке, свяжитесь с нами.

    Stonite Coil может создавать индивидуальные электрические катушки для вашего применения:
    • Катушки для намотки слоев и форм
    • Отдельностоящие катушки
    • Мокрая обмотка в форме катушек
    • Пропитка в вакууме до 6 футов в диаметре
    • Катушки возбуждения
    • Катушки со слоистой и случайной намоткой
    • Катушки с полыми проводниками
    • Катушки намотки шпульки
    • Катушки размагничивания
    • Антенные катушки
    • Чувствительные катушки
    • Магнитные катушки
    • Катушки соленоида
    • Электромагнитные приводы
    • Катушки клапана
    • Катушки электромагнитные
    • Трансферное формование
    • Жидкое литье в вакуумных камерах
    • Жидкое инкапсулирование эпоксидных смол и лаков (a.к.а. открытый багет)
    • Катушки привода
    • Катушки фасонные
    • Магнитный провод — алюминий и медь

    Катушки с многослойной намоткой с различными диапазонами проводов и геометрией. Показано — намотка шпульки, отдельно стоящая

    Катушечная намотка с системами высокой теплоизоляции. Вакуумная пропитка.

    Большая соленоидная катушка, которая будет заключена в большой металлический контейнер с конечным весом примерно 200 фунтов.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *