Типы катушек индуктивности: Страница не найдена | Практическая электроника

Содержание

Типы намоток катушки индуктивности

Конструкции обмотки характеризуются:

— числом витков,

— количеством слоев или секций.

Все виды обмотки можно разделить:

— однослойные,

— многослойные.

Однослойные:

Сплошная –плотное расположение витков, которые разделены только изоляцией провода (см. рис).

При расположении витков на некотором расстоянии – намотка с шагом. Шаг может быть постоянным и переменным. Наличие шага позволяет уменьшить собственную емкость катушки индуктивности, но увеличивает ее размер и уменьшает индуктивность, так как уменьшается магнитная связь между витками.

Многослойные катушки индуктивности:

Простые – виток к витку (правильными рядами).

Хаотично («кучей») , («в повал»). Такие катушки обладают низким значение добротности и очень плохой стабильностью.

Для уменьшения собственной емкости многослойной катушки часто используется намотка типа «универсаль» (см. рис). Витки укладываются по длине каркаса под углом к образующей каркаса. Универсальная намотка характеризуется числом переходов провода за один виток с одной стороны катушки на другую ( т.е. числом перегибов провода за виток) . Переходов бывает не больше 6. Кроме того, такая намотка придает катушке высокую механическую прочность.

Тороидальные катушки (кольцевые) обладают наиболее полным использованием магнитных свойств. В кольцевых катушках индуктивности μд сердечника равно μ материала. Т.е. возможно получение больших значений индуктивности высокой добротности (400 – 500). Тороидальные катушки не нуждаются в экранировании, т. к. практически отсутствует внешнее поле. Основной недостаток таких катушек: невозможность подстройки и сложность намотки, для которой необходимо специальное оборудование.

Рис.3. Однослойная катушка индуктивности: а – сплошная; б – с шагом.

Рис.4. Катушка индуктивности с намоткой типа «универсаль»

Рис.5. Конструкции катушек индуктивности.

а – катушка со сплошной намоткой на гладком трубчатом каркасе; б – катушка с осажденной намоткой на нарезном каркасе; в – бескаркасная катушка индуктивности.

Рис.6. Типы намоток катушек индуктивности и различные конструкции катушек индуктивности с сердечником.

Печатные катушки индуктивности.

Рис.7. Печатная катушка индуктивности.

1 – обмотка из медной фольги; 2 – изоляционная плата.

Такие катушки индуктивности изготавливают методов вакуумного напыления или методом фотолитографии в виде тонких спиралей различной конфигурации на диэлектрическом основании. Значения индуктивности у этих катушек – 7 – 10 мкГн. Число витков ограничено технологией и площадью основания, что ограничивает величину индуктивности. Для увеличения индуктивности спираль наносят на диэлектрическую ферримагнитную пленку. Иногда возможно сделать многослойную пленочную конструкцию. Печатные катушки индуктивности имеют низкую добротность 30 – 50, т.к. наблюдается сильное влияние поверхностного эффекта.

Катушки с сердечником.

Обеспечить необходимую точность, особенно при изготовлении контурных катушек без дополнительных мер, не удается. Следовательно, контурные катушки должны иметь элемент подстройки. Таким элементом, дающим возможность регулировать параметры в пределах  15%, является сердечник, вводимый внутрь катушки. Сердечники выполняются из различного материала и имеют различную форму.

Магнитный сердечник увеличивает индуктивность катушки в д раз, где д — действующая магнитная проницаемость сердечника, зависящая от магнитных свойств материала и от его формы.

L c = д L,

где д =(0,25 – 0,5)мм,

мм_— магнитная проницаемость материала сердечника.

Магнитный сердечник изготавливают из магнитодиэлектриков или ферритов.

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).

Рис.8. Условное обозначение катушек индуктивности с сердечником.

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).

Рис.9. Вариометры.

Применение сердечников из магнитных материалов (карбонильное железо, альсифер, магнетит, ферриты), очевидно, позволяет уменьшить число витков катушки.

Магнитные сердечники применяют в основном в длинноволновых и средневолновых катушках, где они выполняют не только роль подстроечного элемента, но и уменьшают требуемое количество витков, т.е. габариты и массу катушки. В диапазоне КВ и УКВ использовать магнитные сердечники менее целесообразно, поскольку значение индуктивности и числа витков здесь невелики, и кроме того, с ростом частоты падает величина

. Поэтому для подстройки в этом диапазоне используют сердечники из латуни или алюминия.

Что такое катушки индуктивности их классификация?

Катушки — это намотаные или печатные элементы с индуктивным характером сопротивления. Катушки предназначены для преобразования энергии переменного электрического поля в энергию переменного магнитного поля и наоборот, создание реактивного индуктивного сопротивления переменному току.

Классификация. Катушки классифицируют по нескольким признакам. По конструктивным признакам катушки делят на цилиндрические, тороидальные, плоские, однослойные и многослойные, с сердечником и без сердечника, экранированные и неэкранированные.

За использованием катушки разделяют на: контурные связи и дроссели. Первые используют в колебательных контурах, вторые — для
связи электрических цепей, третьи — для разделения постоянного и переменного токов. По характеру изменения индуктивности катушки бывают постоянной индуктивности, подстроечные, с переменной индуктивностью (вариометры), которые отличаются от подстроечных более широким диапазоном изменения номинала.

Условные изображения и обозначения. Условные изображения катушек на схемах приведены на рис. 1.

Рис. 1. Условные изображения катушек на схемах: а, б — катушки при отсутствии и наличии магнитодиэлектрического сердечника; в, г — подстроечные катушки; д — вариометр

Единственные условные обозначения имеют только стандартизированные элементы, это катушки с броневыми и тороидальными сердечниками. Они объединяют название ЭРЭ, тип сердечника, номер унифицированного ряда, индуктивность, допуск. К примеру, КИСБ-9а-5-30±5% означает катушка индуктивности, сердечник броневой 9 а, номер унифицированного ряда 5, индуктивность 30 мкГн, допуск ±5%.

[adsense1]

Строение. Для изготовления катушек необходимы следующие конструктивные элементы: каркас, намотка, подстроитель, экран, элементы крепления, элементы защиты от внешних условий. Каркас является конструкционной основой катушки. Изготавливают его преимущественно из пластмассы или керамики в форме полой трубки с гладкой или нарезанной наружной поверхностью (рис. 2). Резки внешней поверхности необходимые для намотки с шагом. Внутренняя поверхность каркаса также может быть гладкой или нарезанной. Нарезка внутренней поверхности предназначается для подстроителя. Каркас может иметь одну или несколько секций, элементы крепления к плате. Для мощных катушек используют ребристые каркасы, которые облегчают рассеивания тепла. В пластмассовые каркасы запрессовывают внешние выводы, а в керамических каркасах для них оставляют специальные пазы. Иногда вместо каркаса может использоваться магнитодиэлектрический сердечник, как, например, в тороидальных катушках, или катушки могут изготавливаться бескаркасными.

В последнем случае для обеспечения необходимой жесткости конструкции для намотки выбирают толстый провод диаметром
более 1 мм, с малым количеством витков (4 … 6). Намотка предназначена для создания индуктивного эффекта. В однослойных объемных катушках она может быть сплошной или с шагом (рис. 3, а, б). В
плоских конструкциях она имеет форму спирали Архимеда (рис. 2, в). В многослойных катушках намотка всегда сплошная. Она может быть секционированной или несекционированной, рядовой, пирамидальной или выполненной «в навал «(рис. 3, г, д, е, ж).

Рис. 2. Конструктивные виды каркасов катушек

Рис. 3. Основные виды намоток катушек: а — однослойная сплошная; б — однослойная с шагом; в — однослойная плоская; г — многослойная рядовая; д — многослойная «в навал»;
е — многослойная пирамидальная; ж — многослойная секционированная

Кроме отмеченных выше, широко применяют в многослойных катушках универсальные намотки (рис. 4), в которых витки не размещены параллельно друг к другу, а поочередно от одного края катушки к другому, пересекаясь под некоторым углом.

Рис. 4. Универсальная намотка: П — начало; К — конец витка; — угол отклонения провода; — угол пересечения провода; р — количество переходов

Для намотки чаще всего используют медный или посеребренный медный провод. При однослойной намотке с шагом провод может быть без изоляции, а при сплошной однослойной и многослойной намотках используют провода с эмалевой изоляцией. Если необходимо обеспечить малую собственную емкость катушек, применяют эмалированные провода, дополнительно покрыты волокнистой (шелковой) изоляцией или лицендрат — многожильный переплетенный провод. В высокостабильных и мощных катушках намотку производят в виде медных посеребренных шин, впаленых в керамический каркас.

Внешние выводы катушек изготавливают из медной проволоки диаметром 0,5 … 1,5 мм, который запрессовывают в пластмассовый каркас или вставляют в пазы керамических каркасов.
Сердечники катушек могут быть цилиндрическими, катушечными, броневыми, Ш-образными, тороидальными, Н-образными (рис. 5).

Рис. 5. Типы магнитных сердечников: а … г — цилиндрическое с резьбой, гладкие, с втулкой, трубчатые; д, е — катушечный; ж, з — броневое с замкнутой и разомкнутой магнитной цепью; и — чашечный; к — тороидальный; л — кольцевое; м — Н-образное; н — Ш-образное

Сплошные цилиндрические сердечники чаще всего используют в подстроечных  индуктивных элементах, а трубчатые — в феровариометрах. Броневые и чашечные сердечники, в свою очередь, обеспечивают высокую добротность катушек, их экранирование и делают настройки. Тороидальные и кольцевые сердечники уменьшают габариты катушек за счет малого рассеивания магнитного потока. Сердечники катушечной формы имеют повышенную степень использования магнитных свойств материала, но вызывают большие потери на высоких частотах. Ш-образные сердечники используют в тех катушках,
в которых управление индуктивностью будет осуществляться током. Поскольку катушки предназначены для работы на высоких частотах, для уменьшения потерь энергии сердечника для них изготавливают из ферромагнитных диэлектриков, в которых принадлежит карбонильное железо, и ферромагнитных полупроводников, каковы есть ферриты. Для катушек, предназначенных для работы на коротких и ультракоротких волнах, сердечники изготавливают из немагнитных материалов (медь, латунь). Подстроитель фактически — это сердцевина, изготовленная из ферромагнитного или немагнитного материала, имеющего цилиндрическую форму и может вкручиваться в каркас, в броневой, чашечный или катушечный сердечник для подстройки индуктивности катушки (рис. 5). Экранирование катушек индуктивности необходимо для локализации собственных электромагнитных полей и защиты их от внешних электромагнитных воздействий. С этой целью с высокопроводящих проводниковых материалов (чаще всего алюминия или меди) изготавливают цилиндрические, реже призматические кожухи (экраны), которые надежно соединяют с заземлением (рис. 6). В результате индуцированные в экране токи отводятся на землю.

Рис. 6. Экранированные катушки

Защита катушек от внешних условий обеспечивает их покрытия химически устойчивыми лаками, утечки жидкими диэлектриками или помещения их в специальные герметичные корпуса.

Работа. Работа катушки основывается на том, что переменный электрический ток, протекающий по катушке, вызывает появление в ней переменной электродвижущей силы самоиндукции, которая препятствует изменению тока, создавая ему реактивное индуктивное сопротивление. Электродвижущая сила самоиндукции прямо пропорциональна скорости изменению тока :

Коэффициент L, который входит в формулу, называют коэффициентом самоиндукции или индуктивностью катушки. Реактивное сопротивление прямо пропорционален частоте изменения тока и
индуктивности катушки:

Ферромагнитные сердечники взымают магнитные силовые линии переменного электрического тока и, вследствие этого, заставляют их большей степени пересекать витки катушки, что приводит к увеличению ЭДС самоиндукции, а следовательно, к увеличению индуктивности катушки. Действие немагнитных сердечников противоположная к действию их ферромагнитных аналогов. Регулировка индуктивности катушки основывается на изменении магнитного потока, пронизывающего его обмотку. Оно может быть осуществлено несколькими способами (рис. 5):
— введением в катушку немагнитного подстроителя, который выталкивает из нее магнитные силовые линии переменного тока;
— введением в катушку магнитного подстроителя, который увеличивает эффективную магнитную проницаемость;
— изменением щели между сердечником и катушкой;
— изменением магнитной проницаемости сердечника катушки при подмагничиванию его постоянным электрическим током;
— перемещением витков, секций катушек.

[adsense1]

Свойства. Поскольку катушки работают на высоких частотах и предназначены преимущественно для создания в электрических цепях реактивного индуктивного сопротивления переменному току, обеспечения между ними электромагнитной связи, высокой избирательности колебательных контуров, то для них основными являются частотные характеристики, выражающие зависимости их реактивного и активного сопротивлений, а также сопротивления потерь в собственной емкости и добротности от частоты. По выражению видно, что реактивное сопротивление катушки переменному току меняется прямо пропорционально частоте (рис. 7, прямая 1).

Рис. 7. Частотные зависимости реактивного и активного сопротивлений и потерь в собственной емкости катушек

Активное сопротивление провода катушки переменным током тоже растет с частотой (рис. 7, кривая 2) в основном за счет скин-эффекта, виткового эффекта и эффекта близости. Аналогично изменяются с частотой потери в собственной емкости катушки (рис. 7, кривая 3). Добротность катушки определяется отношением ее реактивного сопротивления  к активному 

Поскольку в начале высокочастотного диапазона с повышением частоты быстрее растет реактивное сопротивление, а в конце его быстрее растут активное сопротивление и потери энергии в собственной емкости, экране и сердечнике, то кривые частотной зависимости добротности имеют максимум (рис. 8).

Рис. 8. Частотные характеристики добротности катушек с броневыми сердечниками, изготовленными из карбонильного железа (а) и феррита (б)

Катушки характеризуются следующими параметрами: индуктивностью, добротностью, температурными коэффициентами индуктивности и добротности, коэффициентами старения индуктивности и добротности, собственной емкостью и собственной резонансной частотой, надежностью. Индуктивность катушки характеризует значение индуцированной в ней электродвижущей силы самоиндукции, реактивного сопротивления, добротности, энергии магнитного поля:

где I — ток через катушку.
Добротность катушек, которая определяется отношением реактивного сопротивления к активному , который характеризует резонансные свойства (избирательность) колебательных контуров, их коэффициент полезного действия. Температурный коэффициент индуктивности характеризующий температурную стабильность индуктивности катушки, находят так:

где и — значение индуктивности при температурах  и . Аналогично определяют температурный коэффициент добротности

где и — значение добротности при температурах и . Коэффициент старения индуктивности , который характеризует временную стабильность индуктивности катушек, рассчитывают по формуле:

где  и  значение индуктивности катушки в момент времени и . Подобно определяется коэффициент старения добротности :

где и — значение добротности в момент времени и . Собственная емкость катушки , обусловлена ее конструктивными элементами. Расчеты не дают нужной точности, поэтому ее целесообразно определять экспериментально. Зная собственную емкость и индуктивность катушки, можно найти ее собственную резонансную частоту:

Надежность катушки определяется постепенными отказами, обусловленными старением диэлектриков и магнитных материалов, окислением проводов. Эти процессы ускоряются влагой и температурой. Защита от этих дестабилизирующих факторов замедляет процессы старения и за счет этого повышает параметрическую надежность катушек. Индуктивность катушки в условиях действия отмеченных выше факторов можно определить по выражению:

где — коэффициент, характеризующий изменение индуктивности катушки под действием влаги. Надежность в таком случае оценивают вероятностью невыхода параметров за пределы допусков.
Внезапные отказы в определенной степени влияют на надежность катушек. Они конечно вызванные нарушением электрического соединения обмотки с выводами, обрывами обмотки, короткого замыкания витков и тому подобное. Типичные значения некоторых из названных выше параметров катушек приведены в табл. 1.4.

Таблица 1.4 Типичные значения параметров дискретных катушек

Схема замещения катушки должна отражать ее свойства и содержать не только индуктивность самой катушки, но и индуктивность выводов, емкость витков и выводов, емкость, обусловленную сердечником, потери энергии в меди, в емкостях, сердцевине и тому подобное. Но такую схему замещения можно упростить, если обе составляющие индуктивности объединить в одну индуктивность L с потерями энергии , а все составляющие емкости — в одну емкость с потерями энергии. Тогда такая упрощенная эквивалентная схема катушки будет иметь вид, изображенный на рис. 9, а.

Рис. 9. Упрощенные схемы замещения катушек

Можно ввести понятие эквивалентной индуктивности катушки, которая отражает совместное действие индуктивности и емкости:

Так можно найти эквивалентную индуктивность

где — частота собственного резонанса.

Аналогично можно ввести понятие эквивалентного сопротивления потерь:

Тогда схему замещения катушки можно упростить (рис. 9, б).

Применение. Дискретные катушки применяют в колебательных контурах, электрических линиях задержки сигналов, фильтрах. Их используют для создание на отдельных участках электрических цепей реактивного индуктивного сопротивления, для обеспечения магнитной связи между электрическими цепями, для разделение постоянного и переменного токов и тому подобное. Катушки трудно поддаются микроминиатюризации, поэтому индуктивные элементы в интегрированных микросхемах практически отсутствуют. Исключением является тонкопленочные гибридные ИМС, в которых они имеют форму плоских спиралей Архимеда индуктивностью до 10 мкг. В полупроводниковых ИМС вместо катушек применяют специальные схемы на транзисторах, которые дают индуктивный эффект. В толстопленочных гибридных ИМС катушки преимущественно используют навесные.

[adsense1]

Конструирование и расчет. В катушках рассчитывают геометрические размеры, индуктивность, количество витков, диаметр провода, потери энергии, добротность. Геометрические размеры катушек определяет их диаметр D, длина  глубина намотки , диаметр каркаса . В однослойной катушке диаметр D — это диаметр круга, образованного осевой линией активного сечения провода. На
высоких частотах диаметр катушки D можно считать равным диаметра каркаса . Длина катушки — это расстояние между осевыми линиями крайних витков. Расстояние между осевыми линиями смежных витков называют шагом намотки  Обычно принимают, что: 

или

где N — количество витков. При неплотной намотке, выполненной с коэффициентом неплотности  ≈ 1,05 … 1,3

где -диаметр провода с изоляцией. Для многовитковых однослойных катушек принимают, что: 

Для многослойных катушек можно считать, что внешний диаметр катушки D равен наружному диаметру намотки, а ее внутренний диаметр . В таком случае глубина намотки 

Средний диаметр катушки:

Для простой рядовой катушки и намотки «в навал» глубина

Индуктивность однослойных катушек со сплошной намоткой определяют по выражению:

где , , — поправочный коэффициент, который зависит от отношения  и определяется из графика, приведенного на рис. 9, или приближенно по выражению:

Рис. 9. График зависимости для однослойных катушек

Индуктивность однослойной катушки, намотанной с шагом, определяют с выражения:

где — индуктивность катушки,  А и В — поправочные коэффициенты, определяются из графиков, изображенных на рис. 10; d — диаметр провода без изоляции.
Индуктивность плоской круглой катушки может быть определена по выражению:

где b — глубина плоской намотки.

Рис. 10. Графики зависимостей и

Индуктивность плоской квадратной катушки рассчитывают по формуле:

где — длина стороны среднего квадрата.
Формула может быть использована также для расчета индуктивности многослойных катушек, но для них поправочный коэффициент , который зависит одновременно от отношений , находят из графиков, приведенных рис. 11. Индуктивность катушки с сердечником , которое имеет магнитную проницаемость , в  раз больше индуктивность той же катушки без сердечника, то есть

Итак, расчет индуктивности катушек с сердечником фактически сводится к определению . Для тороидальных катушек, в которых потери магнитного потока малые ,  где — магнитная проницаемость материала сердечника. Поэтому индуктивность катушки с тороидальном сердечником находят так:

где — сечение сердечника, — средняя длина магнитной силовой линии. Для других форм сердечников . Так, например, для броневого сердечника

где — длина щели.

Рис. 11. Графики зависимостей  и для многослойных катушек

Индуктивность экранированных катушек определяют по выражению:

где — коэффициент связи катушки с экраном.

Для однослойных катушек

где — диаметр экрана, — коэффициент, зависящий от отношения и определяется по графику, приведенному на рис. 12.

Рис. 12. График зависимости

Для многослойных катушек индуктивности

где и -диаметр и высота экрана,

и — коэффициенты, определяющие из графиков, приведенных на рис. 9 и 11. Определяя по рис. 9, отношение  необходимо заменить отношением
Количество витков катушек может быть определена из приведенных выше выражений, которые содержат N. Потери энергии в катушках без сердечников содержат потери в меди в собственной
емкости и на экране , то есть:

Потери энергии в меди с учетом скин-эффекта, виткового эффекта и эффекта близости могут быть определены по следующей эмпирической формуле:

где — потери в меди на постоянном токе; F(Z) и G(Z) — табулированные функции, учитывающие поверхностный эффект и эффект близости; — коэффициент, учитывающий влияние размеров катушки на эффект близости и зависит от отношений и (рис. 13).

В выражениях линейные размеры необходимо брать в см, а частоту в Гц.

Рис. 13. Зависимость коэффициента от длины и глубины намотки и диаметра катушки

Потери энергии в собственной емкости определяются по формуле

где — тангенс угла диэлектрических потерь в собственной емкости.
Потери энергии в экране тоже находят по эмпирической формуле

где — коэффициент, учитывающий материал экрана (например, для алюминия  = 1,05) — коэффициент связи катушки с экраном; и — диаметр и высота экрана, см.

В потери энергии в катушках с сердечником входят потери в меди в собственной емкости и в сердцевине , то есть:

Штрих в выражении означает, что сердечник изменяет потери в меди и в собственной емкости, поскольку изменяет количество витков в катушке и значение ее собственной емкости.
Потери энергии на экране при наличии сердечника — незначительные и ими можно пренебречь. Потери энергии в сердечнике определяют по формуле

где

где — коэффициент, учитывающий потери энергии на вихревые токи; — коэффициент, учитывающий потери энергии на гистерезис; — коэффициент, учитывающий потери энергии на последействие; Н — напряженность магнитного поля сердечника.
Зная потери энергии в катушке  можно определить добротность катушки.

Рассчитать оптимальный диаметр провода можно двумя способами. Первый из них заключается в том, что, имея диаметр провода, рассчитываем для каждого по приведенным выше формулами потери в меди . После этого строим график зависимости (d).
Второй способ предусматривает расчет оптимального значения Z, соответствующее по его зависимостью от выражения  изображенной на рис. 14. Зная из выражения можно определить .

Рис. 14. График зависимости 

Катушка индуктивности: история, конструкция, параметры

Катушка индуктивности – элемент электрических цепей, способствующий накоплению энергии магнитного поля. С использованием изделий изготавливаются колебательные резонансные контуры. Катушка называется потому, что вокруг бобины-сердечника обматывается нить проволоки. Часто в радиотехнике элементы именуют индуктивностями. Подходит случаю, конструкции иной раз мало напоминают катушку.

История создания катушки индуктивности

Катушки индуктивности наматываются фиксированным числом проводов. Этот факт  скрывают на уроках физики, избегая забивать ученикам мозги. Потом догадываются бедняги, пытаясь уловить смысл термина бифилярная обмотка двигателя. Нитей бывает больше, выделяют катушки индуктивности:

  • трифилярные;
  • тетрафилярные;
  • пентафилярные.

Обычные катушки индуктивности называют унифилярными – нить проволоки одна. Сразу возникает справедливый вопрос – зачем конструкции? Изобретатель катушку индуктивности неизвестен. Ответы дают, виноват Тесла… Далеко от истины.

Дроссель

Один знаток Майл.ру – не исключено, админ ресурса – ответил: отцом катушек индуктивности является Майкл Фарадей, якобы, открыл магнитную индукцию (согласно англоязычной страничке Википедии). Напрашивается вывод, историковед не владеет вопросом. Главная причина критики “Ответов” Майл – некомпетентность. Фарадей открыл индукцию, применив тороидальный трансформатор с двумя изолированными обмотками. Намного сложнее конструкция, нежели катушка, явление заключалось сопровождалось выходом скачка тока при изменении магнитного поля сердечника.

Произошло описанное в 1831 году, первый электромагнит сконструирован малоизвестным в России Уильямом Стердженом. Знаете, как выглядел прибор? Правильно – катушка индуктивности из 18 витков оголенной медной проволоки с хорошим лакированным ферромагнитным сердечником формы лошадиной подковы. При пропускании по обмотке тока железо в округе притягивалось устройством. Годом выхода первого электромагнита в свет историки считают 1824. Раньше, нежели Фарадей начал эксперименты.

Наставник Хампфри Дэви счел работу плагиатом. Ученик не решался продолжить, конфликтовать открыто. Получилось, в 1829 году безвременно Хампфри Дэви ушел из жизни, благодаря чему Майкл Фарадей возобновил работу. Не потому считаем неверными скудные сведения рунета по рассматриваемому вопросу. Вторая причина кроется в гальванометрах: первый сконструирован 16 сентября 1820 года Иоганном Швейггером. Годом позже великий Ампер усовершенствовал прибор, угадайте, что входило в состав новинки? Правильно – катушка индуктивности, составленная несколькими витками проволоки.

В 1826 году Феликс Савари разряжал лейденскую банку через несколько витков проволоки, обмотанной вокруг стальной иглы. Наблюдая остаточную намагниченность металла. Фактически Савари создал первый колебательный контур, правильно сделав выводы о происходящих процессах.

Майкл Фарадей бессилен стать изобретателем индуктивности. Скорее ученый работал в этом направлении, вел некоторые исследования, получил новый закон касательно электромагнетизма. В результате вопрос об изобретателе катушки индуктивности оставляем открытым. Рискнем предположить, у субъекта темы два отца:

Лаплас и Швейггер

  1. Лаплас на основе доклада Эрстеда высказал предположение: действие тока на магнитную стрелку можно усилить, изогнув провод.
  2. Швейггер реализовал услышанное на практике, создав первый в мире гальванометр, использовав доклады Ампера о зависимости угла отклонения стрелки от силы тока.

Конструкция катушки индуктивности

Вокруг прямолинейного проводника с постоянным током создается круговое магнитное поле. Линии напряженности напоминают спираль. Некто догадался свернуть провод кольцом, чтобы вклад элементарных сегментов сложился в центре. В результате внутри конструкции магнитное поле намного выше, нежели снаружи. Линии визуально наблюдаем на железных опилках. На Ютуб множество роликов, где через индуктивность пропускают ток, демонстрируя упорядоченную ориентацию металлической пыли в момент замыкания контактов. Конструкция способна запасать впрок магнитное поле подобно конденсатору, накапливающему заряд. Катушками называют только индуктивности, содержащие намотку лакированного провода. В микрополосковой технологии напыляемые для запасания магнитного поля элементы логично именовать индуктивностями.

Если в катушке, совсем как в той, что используют швеи, несколько витков провода расположить один за другим бок о бок так, чтобы ось была общей, линии напряженности магнитного поля суммируются. Простейшая индуктивность, способная накапливать энергию магнитного поля. При резком пропадании напряжения образуется явление обратной-ЭДС широко известное технике. Выступает причиной искрения коллекторных двигателей. Используется лакированный (с лаковой изоляцией) медный провод нужного сечения. Количество витков, форма сердечника определяются предварительно расчетами или по имеющемуся образцу.

Противо-ЭДС является паразитной, для гашения последовательно с катушкой включают емкость размером побольше, пытаясь занизить суммарное реактивное сопротивление. В импеданс индуктивности входят с положительным знаком, емкости – с отрицательным. Тесла изобрел катушку, взял патент. Но конструкция представляла собой плоскую спираль (лабиринт) с двойной намоткой. Ученый показал, индуктивность одновременно характеризуется значительным емкостным сопротивлением, при исчезновении напряжения явления обратной ЭДС никак не проявляет себя.

Бифилярные катушки сегодня широко используются. Что касается обратной ЭДС, служит причиной розжига разрядных ламп (дневного света). Вернемся к конструкции. В первом электромагните проволока оголенная, современные катушки индуктивности наматываются лакированным. Тонкая изоляция при необходимости может быть легко снята (например, токсичной муравьиной кислотой), в исходном состоянии надежно защищает конструкцию против короткого замыкания.

Внутри катушки находится сердечник из ферромагнитного материала. Форма не важна, сечение лучше брать круглым. На высоких частотах магнитный поток (см. Преобразователь напряжения) выходит на поверхность сердечника, смысл применения ферромагнитных сплавов пропадает, иногда используется латунь (даже композитные материалы, диэлектрики). Снижает индуктивность, на высоких частотах запасаемая за период мощность невелика. Трюк проходит. У многих возникает вопрос – зачем нужен сердечник?

Сердечник катушки индуктивности выступает опорой, долговечным каркасом, усиливая магнитное поле. Индукция связана с напряженностью поля через постоянную магнитной проницаемости среды. У ферромагнитных материалов параметр поистине велик. В тысячи раз больше, нежели воздуха, большинства металлов. С ростом частоты необходимость в сердечнике снижается, возникают некоторые негативные эффекты, два из которых особенно важны:

Линии магнитного поля, сформированные опилками

  1. Переменное магнитное поле наводит вихревые токи, посредством которых функционируют индукционные плитки. Результат представите сами: какой нагрев сердечника вызовет. Сердечники силовых трансформаторов собираются из специальной электротехнической стали с высоким сопротивлением, разбиваются тонкими листами, изолированными взаимно слоем лака. Шихтование позволит сильно снизить влияние вихревых токов.
  2. Второй эффект называется перемагничиванием. Отнимает энергию поля, вызывает нагрев материала. Явление характерно для ферромагнитных материалов, устраняется использованием латуни.

В микрополосковой технологии предусмотрено исполнение индуктивностей в виде плоских спиралей: проводящий материал через трафарет напыляется на подложку (возможный метод). Напоминает конструкцию Николы Тесла. Номинал  катушка индуктивности имеет весьма малый, иного не надо на частотах СВЧ. Расчет ведется по специальным справочникам, хотя пользуются преимущественно инженеры-конструкторы.

Для намотки индуктивности изготавливают специальные приспособления, напоминающие катушку спиннинга. На ось одевается сердечник с ограничителем по бокам, вращая ручку, мастер внимательно считает количество оборотов, отмеряет нужную длину. Медленно, по способу челнока рука двигается влево-вправо, витки ровно ложатся последовательно.

Зачем нужны бифилярные катушки индуктивности

Иногда катушка наматывается в две и более проволочных нитей. Тесла конструкцию применял для увеличения емкостных качеств. В результате становилось возможным экономить материалы – говорили выше. Что касается состояния на современном этапе развития технологий, причиной создания бифилярных катушек может быть следующее:

Бифилярные катушки индуктивности

  1. Одна обмотка заземляется. Устраняет паразитную противо-ЭДС, вызывающую искрение, некоторые другие негативные эффекты. Когда резко пропадает напряжение, магнитное поле по большей части наводит тока в заземленной обмотке, поскольку активное сопротивление цепи наименьшее. Эффект противо-ЭДС гасится. В импульсных реле вспомогательная обмотка закорачивается. Энергия поля невелика, рассеивается активным сопротивлении меди в виде тепла.
  2. Идеи Тесла не забыты. Часто в виде бифилярных катушек изготавливаются резисторы малого номинала. Сопротивления часто имеют схожее строение. Например, известные МЛТ, лента навивается на керамическое основание. Суть затеи повысить емкостное сопротивление, компенсируя индуктивность. Импеданс резистора обращается в чисто активный. Смысл мероприятия велик при работе на переменном токе. В цепях постоянного мнимая часть импеданса (реактивное сопротивление) роли не играет.
  3. В импульсных блоках питания напряжение одной полярности, меняется по амплитуде. Позволит бифилярный трансформатор защитить от явления паразитной противо-ЭДС, спасает ключевой транзистор от пробоя. Дополнительная обмотка заземляется через диод, в обычном режиме не влияет на работу устройства. Противо-ЭДС имеет обратное направление. В результате p-n-переход открывается, разница потенциалов ограничивается прямым падением напряжения. Для кремниевых полупроводниковых диодов значение составляет 0,5 В. Понятно, напряжение не может пробить ключевой транзистор практически любого типа.
  4. Идеи Тесла используются при создании вечных двигателей (в литературе: СЕ – сверхъединичных устройств, с КПД выше 1). Используется возможность устранения реактивного сопротивления для идеализации процесса работы.

Параметры катушек индуктивности

Главной характеристикой катушек называют индуктивность. Физическая величина, в СИ измеряемая Гн (генри), характеризующая величину мнимой составляющей сопротивления конструкции. Параметр показывает, как много магнитного поля запасет катушка. Для простоты энергию за период считают пропорциональной произведению LI2, где L – индуктивность, I – протекающий в системе ток.

Формула расчета индуктивности

Теоретический расчет главного параметра катушек сильно определен конструкцией. Выпускаются специальные методические пособия, формула (см. рисунок: S – площадь сечения намотки, l – длина катушки, N – количество витков проволоки, в формуле – магнитная постоянная и магнитная проницаемость сердечника), приведенная на картинке, частный вариант. Когда индуктивность напоминает катушку. Имеются специальные программы для персонального компьютера, упрощающие процесс.

К вторичным параметрам катушек индуктивности относят:

  • Добротность. Характеризует потери на активном сопротивлении.
  • Собственная индуктивность (см. выше).
  • Температурная стабильность параметров.

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]


SMD катушки индуктивности 1812 и 1210 от 1 мкГн до 4700 мкГн

Маркировка Индуктивность Добротность на частоте R, Ом Ток, А Склад Заказ
SQ3225 1R0MLB 1,0мкГн ± 20% 20 (1,0 МГц) 0,1 0,6
SQ3225 2R2MLB 2,2мкГн ± 20% 20 (1,0 МГц) 0,15 0,48
SQ3225 3R3MLB 3,3мкГн ± 20% 20 (1,0 МГц) 0,2 0,4
SQ3225 4R7MLB 4,7мкГн ± 20% 20 (1,0 МГц) 0,28 0,33
SQ3225 6R8MLB 6,8мкГн ± 20% 20 (1,0 МГц) 0,4 0,28
SQ3225 100KLB 10мкГн ± 10% 35 (1,0 МГц) 0,65 0,22
SQ3225 220KLB 22мкГн ± 10% 35 (1,0 МГц) 1,3 0,155
SQ3225 330KLB 33мкГн ± 10% 40 (1,0 МГц) 1,6 0,12
SQ3225 470KLB 47мкГн ± 10% 40 (1,0 МГц) 3 0,11
SQ3225 680KLB 68мкГн ± 10% 35 (1,0 МГц) 3,8 0,096
SQ3225 101KLB 100мкГн ± 10% 40 (0,7 МГц) 6,5 0,08
SQ3225 221KLB 220мкГн ± 10% 40 (0,7 МГц) 11,8 0,065
SQ3225 331KLB 330мкГн ± 10% 40 (0,7 МГц) 16,5 0,055
SQ3225 471KLB 470мкГн ± 10% 40 (0,7 МГц) 25 0,045
Купить
Упаковка: В блистр-ленте на катушке диаметром 180 мм по 500 штук индуктивностей SQ 4532

SMD катушки индуктивности типоразмера 1812 серии SQ4532

Маркировка Индуктивность Добротность f рез, МГц R, Ом I, мА Склад Заказ
SQ4532 1R0ML 1мкГн ± 20% 40 165 0,08 1400
SQ4532 2R2MLB 2.2мкГн ±20% 40 80 0,11 1250
SQ4532 4R7ML 4,7мкГн ± 20% 36 45 0,15 940
SQ4532 100ML 10мкГн ± 20% 48 30 0,30 750
SQ4532 220KL 22мкГн ± 10% 50 20 0,70 460
SQ4532 330KL 33мкГн ± 10% 55 118 1,1 330
SQ4532 470KL 47мкГн ± 10% 60 15 1,5 285
SQ4532 101KL 100мкГн ± 10% 60 10 2,5 200
SQ4532 221KLB 220мкГн ±10% 45 6,3 5,400 130
SQ4532-471KLB 470мкГн ±10% 50 5,0 14,200 85
SQ4532 102KL 1000мкГн ± 10% 30 2,5 30 60
SQ4532 152KL 1500мкГн ± 10% 35 2,0 38,5 40
SQ4532 222KL 2200мкГн ± 10% 30 1,6 63 30
Купить
Упаковка: В блистр-ленте на катушке диаметром 180 мм по 1000 штук катушек индуктивности SQ 3225.

Тип A B C D E F
SQ3225 3,2 мм 2,5 мм 2,0 мм 1,3 мм 1,2 мм 1,2 мм
SQ45324,5 мм3,2 мм2,6 мм1,0 мм1,3 мм2,0 мм

Технические характеристики и маркировка катушек индуктивности серии SQ 3225

Технические характеристики и маркировка катушек индуктивности серии SQ 4532

Производитель — ABC

Корзина

Корзина пуста

Сопротивление катушки индуктивности, устройство и принцип работы

Катушка индуктивности играет немаловажную роль, в качестве одного из элементов, используемых в электротехнике. Так, несколько катушек образовывают трансформатор или могут быть использованы в качестве магнитов. А в целом спектр использования катушек индуктивности в электротехнике довольно широк, но для начала следует подробнее рассказать о принципе устройства и её работе.


Итак, катушка индуктивности или как коротко её называют специалисты – индуктивность, представляет собой пассивный элемент с двумя полюсами, применяемый в различных электронных устройствах и системах. Индуктивность является основным параметром катушки. Она зависима от материалов, из которых изготовлена катушка и её геометрических параметров. Как правило, индуктивность совершенно не зависима от тока и напряжения, проходящего через катушку и, следовательно, эти параметры не учитываются при характеристике самой катушки.

 

 

Другими словами катушки индуктивности применяются для того, чтобы накапливать энергию, подавлять помехи, сглаживать пульсацию, ограничивать силу переменного тока, для создания датчиков, магнитных полей и много другого.


Также катушка индуктивности имеет возможность влиять на реактивное сопротивление по отношению к переменному току, когда сопротивление постоянного тока незначительно. При совместном применении катушек с конденсаторами, они могут быть использованы в качестве фильтров, при помощи которых могут осуществляться частотные селекции электросигналов. Помимо этого такое использование может создавать элементы для задерживания сигналов и элементов запоминания, благодаря тому, что способна производить взаимодействие связей между цепями, через магнитный поток и так далее.

 

Характеристики катушки индуктивности

 

 

 

В сравнении с резисторами и конденсаторами у катушек индуктивности также существуют свои различия. В отличие от этих устройств они не являются изделиями стандартных образцов. Их производят для определённых целей и поэтому катушки индуктивности наделены именно такими характеристиками, какие нужны для решения задач связанных с преобразованием напряжения, токов и электросигналов.


Как писалось выше, конструкции у индуктивных катушек бывают различными. Некоторые из них делаются как винтовые или винтоспиральные, причём в последних, параметры намотки, зависят от длинны самой катушки. Также могут быть одно-слойные и многослойные намотки из различных проводников, которые в свою очередь бывает изолированные одно-жильные или много-жильные. Они располагаются на диэлектрических каркасных контурах разного типа сечения – круглой, прямоугольной формы или квадратной. Очень часто каркас бывает тороидальной формы, а при условии, если её используют с толстым проводом и небольшим количеством витков она может использоваться без специального каркаса.


При создании некоторых элементов может образовываться паразитная или другими словами нежелательная ёмкостная связь. Чтобы снизить её распределяющий по определённой области эффект, когда используется дроссель высокой частоты, для катушки с однослойного типа, используется особая намотка. Иначе такой способ намотки именуют «прогрессивным» шагом, то есть намотка постепенно меняется по всей длине катушки. Но наименьшую нежелательную (паразитную) ёмкость имеют катушки, для которых используется многослойная намотка. Особенно противостоит паразитной ёмкости наилучшим образом катушка с шагом «универсал». Для этого типа намотки витки проводника отделяются группами и распределяются по всей длине катушки.

 

Конструкция и материалы катушки индуктивности


Для того, чтобы увеличить индуктивность катушки, эксплуатируется особый сердечник из ферромагнита. Он может быть замкнутого или разомкнутого типов. Для катушек, монтируемых в устройствах для снижения помех, используются сердечники, изготовленные из карбонильного железа, флюкстроловые или ферритовые. В катушках для устройств в чью задачу входит сглаживание пульсаций различных частот – промышленного происхождения и звукового. Такие катушки обладают сердечниками из магнитомягких сплавов или электро-технической стали. Кроме того сердечники используются специально для того, чтобы изменять в катушках индуктивности. Изменения эти относительно небольшие и, как правило, зависят от того, как располагается сам сердечник по отношению к обмотке. Обычно это касается сердечника из ферромагнита.


При сверхвысоких частотах диэлектрики из ферромагнита обычно теряют свою магнитную проницаемость, вследствие чего увеличивается процент потерь, поэтому здесь уже идут в ход сердечники из латуни.

 

КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ

Катушка индуктивности — это катушка из провода с изолированными витками, обладающие значительной индуктивностью, относительно малой емкостью и малым активным сопротивлением. Катушка индуктивности предназначается для накопления магнитной энергии, разделения или ограничения электрических сигналов различной частоты и т. д.

Катушки индуктивности изготавливают обычно из изолированного провода, наматываемого на каркас, который для увеличения индуктивности катушки часто размещают на ферромагнитном магнитоприводе (сердечника). В бескаркасных катушках индуктивности провод наматывают непосредственно на магнитопривод (например, тороидальная катушка индуктивности).

Основной параметр катушек — индуктивность — определяется линейными размерами катушки, числом витков обмотки и магнитной проницаемостью окружающей среды и полупроводников. Магнитная проницаемость изменяется от десятых долей мкГн до десятков Гн.

Следующие важные параметры катушек индуктивности — добротность, собственная емкость, стабильность, механическая прочность, габариты, размеры, масса. Добротность представляет собой отношение индуктивного сопротивления к активному.

В зависимости от конструкции катушки индуктивности делятся на каркасные и бескаркасные, однослойные и многослойные, экранированные и не-экранированные, с магнитными сердечниками и без магнитных сердечников. Существенное преимущество катушек индуктивности с магнитными сердечниками — возможность подстройки, т. е. изменение катушек индуктивности в определенных пределах путем изменения параметров сердечника.

Катушки индуктивности применяются в качестве одного из основных элементов электрических фильтров и колебательных контуров, накопителя электрической энергии и т. д.

В радиотехнических устройствах ВЧ применяют бескаркасные катушки индуктивности из неизолированного толстого провода или трубки. Эти катушки обычно не имеют сердечника. Используют их в качестве одного из основных элементов электрических фильтров с колебательных контуров, накопителей электрической энергии источников магнитного поля.

Виды катушек индуктивности

Образцовые катушки индуктивности, необходимые для проверки других катушек, делятся на эталонные, катушки первого разряда и катушки второго разряда. Эталонные катушки однослойные изготовлены из мрамора и стекла для сохранения своих геометрических размеров. Постоянный шаг в такой катушке достигается укладкой медной проволоки в канавку на поверхности каркаса. Катушки первого и второго разрядов изготовляются в виде плоских катушек из намотанной на каркас многослойной изолированной медной проволоки.

Рабочие катушки индуктивности применяются при электротехнических измерениях и иногда наматываются из многожильного провода с изолированными нитями.

  • Предыдущее: КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ
  • Следующее: КАУЧУК И РЕЗИНА

Различные типы индукторов и их применение

В любой конструкции электронной схемы есть только три основных компонента — резистор, конденсатор и катушка индуктивности. Мы уже рассмотрели введение в резистор и его различные типы, а также рассмотрели конденсаторы и его различные конфигурации. В этом руководстве мы узнаем о различных типах катушек индуктивности и о том, как выбрать катушку индуктивности для различных приложений.

Что такое индуктор?

Катушки индуктивности часто называют «сопротивление переменному току». Основной характеристикой индуктора является его способность противостоять изменениям тока и накапливать энергию в виде магнитного поля. Стандартной единицей индуктивности является генри.

Типы индукторов

В зависимости от области применения существует множество типов индукторов, они бывают различных форм-факторов, есть высокочастотные индукторы, низкочастотные индукторы линий электропередачи и некоторые специально разработанные индукторы для развязки и фильтрации приложений, ниже мы обсудим различные типы индукторов в деталях.

Индуктор с ламинированным сердечником

Строительство

Элементы индуктора с многослойным сердечником состоят из бобины, многослойного сердечника и катушки, намотанной вокруг бобины.

Для изготовления индуктора с многослойным сердечником проволока наматывается на катушку индуктора, затем пластины E и I помещаются внутри катушки одну за другой, чтобы сформировать сердечник, эти листы E и I изготовлены из стали с высокой содержание кремния и его термообработка для обеспечения высокой проницаемости и снижения гистерезиса и потерь на вихревые токи.

Приложения

  • Бортовое зарядное устройство для электромобилей
  • Линейный и шумовой фильтр
  • Дроссели фильтров CH и CL сигнала

Примеры функций

  • Индуктивность — от 0,12 мГн до 100 мГн
  • Постоянный ток — от 1,0 АЦП до 200 АЦП
  • Система изоляции — изоляция класса B, 130 ° C

Пример Номер детали

Индуктор с воздушным сердечником

Строительство

Взяв цилиндрический материал определенного диаметра (например, сверло) в качестве шаблона, мы можем намотать кусок проволоки, чтобы сделать индуктор с воздушным сердечником, кроме того, индуктивность можно стабилизировать, окунув индуктор в лак или закрепив его. воск.

Материал сердечника — воздух, поэтому он имеет низкую проницаемость, следовательно, меньшую индуктивность, поэтому его можно использовать для высокочастотных приложений.

Приложения

  • Он используется для создания катушек настройки RF.
  • Индуктор с воздушным сердечником используется в цепях фильтров.
  • Демпферная цепь.
  • Используется для обеспечения более низкой пиковой индуктивности,
  • Используется в высокочастотных приложениях, включая теле- и радиоприемники.

Примеры функций

  • Допуск: ± 2%
  • Индуктивность: 0.85 мГн
  • Калибр провода: 18 AWG
  • Сопротивление постоянному току: 0,44 Ом
  • Допустимая мощность: 30 Вт RMS

Пример Номер детали

Индуктор с ферритовым сердечником

Строительство

Если намотать кусок провода вокруг ферритового сердечника, получится индуктор с ферритовым сердечником. Итак, что такое ферритовый сердечник и когда мы должны его использовать?

Смешивание оксида железа (Fe2O3) в сочетании с оксидами других металлов, такими как (Mn), цинк (Zn) или магний (Mg), при температуре от 1000 ° C до 1300 ° C приведет к получению материала с очень интересными магнитными свойствами, называемого ферритом. .

Катушки индуктивности

с ферритовым сердечником обладают высокой магнитной проницаемостью, высоким электрическим сопротивлением и низкими потерями на вихревые токи. Эти характеристики делают их пригодными для многих высокочастотных приложений.

Приложения

  • Может использоваться на высоких и средних частотах
  • Используется в схеме переключения
  • Pi Фильтры

Примеры функций

  • Запатентованные ферритовые материалы 5H и 10H и аналогичные
  • Подходит для диапазона ≥ 150 кГц
  • Диапазон рабочих температур от −25 ° C до + 120 ° C
  • UL 94 V – 0 огнестойкость для основы и бобины

Пример Номер детали

Индуктор катушки

Строительство

Намотка отрезка проволоки в специально изготовленную цилиндрическую бобину и закрепление ее термоусадочной трубкой образует индуктор бобины.

Материал сердечника — феррит, поэтому по своим свойствам он аналогичен индуктору с ферритовым сердечником. Небольшой размер делает их пригодными для использования в таких приложениях, как адаптеры питания.

Заявки:

  • Схема SMPS
  • Входной и выходной фильтр
  • Pi фильтр

Примеры функций

  • Стандартная первичная индуктивность +/- 10%
  • Доступны в вертикальном исполнении
  • Диэлектрическая прочность между катушкой и сердечником 0.5 кВ

Пример Номер детали

Индуктор с тороидальным сердечником

Строительство

Проволока, намотанная на сердечник в форме пончика, широко известна как индуктор с тороидным сердечником. Материал сердечника — феррит, поэтому свойства материала напоминают катушку индуктивности с ферритовым сердечником.

Этот тип сердечника может очень хорошо сдерживать магнитное поле из-за своей природы замкнутого контура, таким образом улучшая размер и индуктивность.

Из-за сильного магнитного поля и высокого значения индуктивности при меньшем количестве обмоток полное сопротивление намного меньше, что помогает повысить эффективность катушки индуктивности.

Приложения

  • Медицинское оборудование
  • Импульсные регуляторы
  • Промышленные контроллеры
  • Выходные фильтры (SMPS)

Примеры функций

  • 560 мкГн ± 15% при 10 кГц / 5 мА
  • 77 мОм ± 10% (макс.) @ Ta = 25 ° C

Пример Номер детали

Осевые индукторы / Цветные кольцевые индукторы

Строительство

Для изготовления этого типа индуктора очень тонкий медный провод наматывается на ферритовый сердечник в форме гантели, и две крышки соединяются вверху и внизу сердечника гантели. После этого он проходит процесс формования (зеленый материал, окружающий индуктор), где значения печатаются в виде цветных полос, поэтому мы можем определить значение индуктора, просто считывая цветные полосы и сравнивая их с таблицей цветовых кодов, как и резистор.

Приложения

  • Сетевой фильтр
  • Дизайн фильтра
  • Повышающий преобразователь
  • Общие

Примеры функций

  • Повышение температуры — 35 ° C
  • Диапазон рабочих температур от -55 ° C до +105 ° C
  • Диапазон температур хранения от -55 ° C до +105 ° C
  • Уровень чувствительности к влаге — 1

Пример Номер детали

Экранированный индуктор для поверхностного монтажа

Строительство

Он построен путем наматывания отрезка провода в цилиндрическую бобину и закрепления его в специально изготовленном ферритовом корпусе в форме экранированного индуктора для поверхностного монтажа.

Эти индукторы специально разработаны для приложений, устанавливаемых на печатных платах, и экранирование предназначено для уменьшения электромагнитных помех и шума от индуктора, а также для возможности использования в конструкции с высокой плотностью размещения.

Приложения

  • КПК / ноутбук / настольный компьютер / серверные приложения
  • Сильноточные преобразователи POL
  • Низкопрофильные сильноточные блоки питания
  • Устройства с батарейным питанием
  • Преобразователи постоянного тока в постоянный в распределенных энергосистемах
  • DC / DC преобразователь для программируемой вентильной матрицы (FPGA)

Примеры функций

  • Экранированная конструкция
  • Диапазон частот до 5.0 МГц
  • Самый низкий DCR / мкГн, в этом размере упаковки
  • Обрабатывает сильные всплески переходного тока без насыщения
  • Сверхнизкий шум жужжания благодаря композитной конструкции

Пример Номер детали

Катушки для беспроводной зарядки

Строительство

Намотка многожильного провода и вставка его в ферритовый электрод приведет к созданию беспроводной зарядной катушки.

Длина многожильного провода используется для уменьшения скин-эффекта, который описывает высокочастотное магнитное поле, которое может проникать на определенную глубину; это означает, что если в этом случае используется сплошной провод, большая часть тока будет проходить через внешняя часть проводника, увеличивающая сопротивление.

Поместив ферритовую пластину под катушку, можно улучшить индуктивность, а также сфокусировать магнитное поле и снизить выбросы.

Приложения

  • Беспроводная зарядка
  • Информационно-коммуникационная продукция
  • Продукция промышленного, медицинского и прочего назначения

Примеры функций

  • Ls [uH]: 6.20 мкГн +/- 5% при 100 кГц
  • Rs [Ом]: 0,095 Ом +/- 10% при 100 кГц
  • Rdc [Ом]: 0,08 Ом

Пример Номер детали

Спаренный индуктор

Строительство

Обмотка двух проводов в общий сердечник образует спаренный индуктор. Обмотки могут быть соединены последовательно, параллельно или как трансформатор, в соответствии с требованиями приложения, они работают, передавая энергию от одной обмотки к другой за счет взаимной индуктивности, наиболее распространенные связанные индукторы имеют отношение витков один к одному, используемое в основном постоянном токе. -Преобразователи постоянного тока.

Приложения

  • Обратный преобразователь
  • Преобразователь SEPIC
  • Конвертер Cuk

Примеры функций

  • Диапазон рабочих температур от -50 ° C до + 155 ° C
  • Повышение температуры, максимум 40 ° C
  • Рабочая частота до 3 МГц

Пример Номер детали

Многослойные индукторы на микросхеме

Строительство

Само название говорит о том, что он состоит из многослойных.Он построен из тонких пластин из феррита. Рисунок катушки напечатан на нем специальной металлической пастой (рецепт является конфиденциальным для производителя), правильное размещение этих листов слой за другим формирует катушку, следовательно, индуктивность.

Приложения

  • Маленькое носимое приложение
  • Беспроводные локальные сети
  • Bluetooth
  • SBC
  • Материнская плата

Примеры функций

  • Рабочая температура: от -55 ° C до +125 ° C
  • Термический удар: от -40 ° C до +85 ° C
  • Влажность: 90% при 40 ° C

Пример Номер детали

Экранированный индуктор переменного тока

Строительство

Обернув кусок проволоки вокруг бобины полого цилиндра, и поместив и перемещая сердечник, сделанный из ферромагнитного материала или латуни, мы можем изменить номинал индуктора.

Если материал сердечника — феррит, то перемещение материала сердечника в центре обмотки увеличит индуктивность.

Если материал сердечника — латунь, то перемещение его к центру обмотки приведет к уменьшению индуктивности.

Приложения

  • Высокая надежность соответствует автомобильным приложениям.
  • Соответствует
  • AEC-Q200.

Примеры функций

  • Диапазон частот : 20 ~ 129 МГц
  • Диапазон индуктивности 0.05 ~ 2,7 мГн
  • Q Прибл. 20 ~ 60
  • Высокая устойчивость к механическим воздействиям

Пример Номер детали

Итак, это все о наиболее часто используемых индукторах в области электротехники и электроники, есть также много других типов индукторов, которые не являются распространенными и используются для специальных целей.

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 делились подробным постом про индукторы? Вы можете прочитать его здесь: Что такое индуктор — его работа, параметры, факторы и применение

Ниже мы обсудим различных типов 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
  • Индуктор с тороидальным сердечником
  • Барабан / бобина Основной индуктор
  • Многослойный индуктор
  • Тонкопленочный индуктор
  • Литой индуктор
  • Спаренный индуктор
  • Силовой индуктор
  • Радиочастотный индуктор ВЧ
  • Дроссели
  • Переменные индукторы

В зависимости от типа индукторов Сердечник:

Сердечник индуктора играет важную роль в его характеристиках.Материал и конструкция сердечника определяют индуктивность, допустимый ток и рабочую частоту катушки индуктивности.

На основе материала сердечника

Некоторые типы индукторов, классифицируемые в зависимости от материала сердечника, приведены ниже:

Индуктор с воздушным сердечником:

Катушки индуктивности с воздушным сердечником имеют немагнитный сердечник, такой как пластик, керамика или просто воздух. 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 .

  • Твердые 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 изменяют 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 индукторов такого типа 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 состоит 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 замкнутого магнитного пути, вместо этого магнитный 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, чтобы накапливать больше 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.

  • Экранированные индукторы с катушечным 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 различного использования. 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 числа 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 разной конструкции, и она доступна в различных формах, таких как осевая, цилиндрическая и в форме стержня. 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.

Спаренный 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 разности 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 возникает из-за индуцированного 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 индукторы:

Как следует из названия, эти индукторы имеют переменную индуктивность. Эта переменная индуктивность сконструирована 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:

Какие типы индукторов доступны в электрических?

Доступны различные типы индукторов в зависимости от размеров и номиналов. Их физические размеры варьируются от крошечных до огромных трансформаторов, в зависимости от потребляемой мощности и частоты используемого переменного тока. Как один из основных компонентов, используемых в электронике, индукторы широко используются в гораздо более широких областях применения, таких как управление сигналами, устранение шума, стабилизация напряжения, силовое электронное оборудование, автомобильные операции и т. Д.Сегодняшнее время, когда совершенствование методов проектирования катушек индуктивности значительно повышает производительность остальной части цепи.

Типы индукторов Различные типы индукторов

Для разнообразного электронного компонента, используемого в широком диапазоне приложений, требуются различные типы индукторов. Они бывают разных форм, размеров, включая проволочные и многослойные индукторы. Различные типы индукторов включают высокочастотные индукторы, индукторы линии питания или силовые индукторы и индукторы для общих цепей.Дифференциация индукторов зависит от типа обмотки, а также от используемого сердечника.


  • Индукторы с воздушным сердечником

    Индуктор с воздушным сердечником

В этом типе индуктора сердечник полностью отсутствует. Эти катушки индуктивности обеспечивают путь магнитного потока с высоким сопротивлением, следовательно, меньшую индуктивность. Катушки индуктивности с воздушным сердечником имеют большие катушки для обеспечения большей плотности потока. Они используются в высокочастотных приложениях, включая теле- и радиоприемники.

  • Индукторы с ферромагнитным или железным сердечником
Индукторы с железным сердечником

Благодаря более высокой магнитной проницаемости они обладают высокой индуктивностью.Это мощные индукторы, но их пропускная способность по более высокой частоте ограничена из-за гистерезиса и потерь на вихревые токи.

Конструкции трансформаторов являются примерами этого типа.

  • Катушки индуктивности с ферритовым сердечником

    Катушки 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.

Катушка индуктивности с тороидальным сердечником

В этих индукторах 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.

  • Катушки индуктивности

    Катушки индуктивности

В этом типе 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.

Многослойные индукторы

Многослойные индукторы содержат две схемы проводящих катушек, которые расположены в два слоя в верхней части многослойного корпуса. Катушки последовательно соединены электрически последовательно с еще двумя рисунками проводящих катушек, расположенными в нижней части многослойного корпуса. Они в основном используются в системах мобильной связи и в приложениях для подавления шума.

  • Тонкопленочные индукторы

    Тонкопленочные индукторы

Они полностью отличаются от обычных индукторов чипового типа, намотанных медным проводом. В этом типе крошечные индукторы формируются с использованием тонкопленочной обработки для создания индуктора микросхемы для высокочастотных приложений, который варьируется примерно от нано Генри.

Как работает индуктор?

Катушку индуктивности часто называют резистором переменного тока. Он сопротивляется изменениям тока и накапливает энергию в виде магнитного поля.Они просты по конструкции и состоят из катушек медной проволоки, намотанной на сердечник. Этот сердечник может быть магнитным или воздушным. Различные типы индукторов могут использоваться в сложных приложениях, таких как беспроводная передача энергии.

Работа индуктора

Магнитопроводы могут быть тороидальными или E-типа. Для этого сердечника используются такие материалы, как керамика, феррит, железо. Катушка, по которой проходит электрический ток, создает магнитное поле вокруг проводника. Если сердечник помещен внутри катушки, образуется больше магнитных линий, при условии использования сердечника с высокой проницаемостью.

Магнитное поле индуцирует ЭДС в катушке, что приводит к протеканию тока. Согласно закону Ленца, индуцированный ток противостоит причине, которой является приложенное напряжение. Следовательно, индуктор противодействует изменению входного тока, которое приводит к изменению магнитного поля. Это уменьшение протекания тока из-за индукции называется индуктивным реактивным сопротивлением. Индуктивное реактивное сопротивление увеличится при увеличении количества витков в катушке. Он также сохраняет энергию в виде магнитного поля в процессе зарядки и разрядки и высвобождает энергию при переключении цепи.Области применения индукторов включают аналоговые схемы, обработку сигналов и т. Д.

Факторы, влияющие на индуктивность индуктора

Возможность создания магнитных линий называется индуктивностью. Стандартная единица индуктивности — Генри. Величина развиваемого магнитного потока или индуктивность различных типов индукторов зависит от четырех основных факторов, обсуждаемых ниже.

  • Число витков в катушке

Если число витков больше, создается большее магнитное поле, что приводит к большей индуктивности.Чем меньше витков, тем меньше индуктивность.

Если материал, используемый для сердечника, имеет высокую магнитную проницаемость, индуктивность индуктора будет больше. Это связано с тем, что материалы с высокой проницаемостью обеспечивают путь для магнитного потока с низким сопротивлением.

  • Площадь поперечного сечения катушки

Большая площадь поперечного сечения приводит к большей индуктивности, так как это обеспечивает меньшее сопротивление магнитному потоку с точки зрения площади. 2 * R).Но с увеличением частоты увеличивается сопротивление обмотки из-за скин-эффекта. Скин-эффект заставляет ток концентрироваться на поверхности проводника, а не на его центрах. Таким образом, эффективная площадь токонесущей области уменьшается.

Также индуцированные в обмотках вихревые токи вызывают индукцию тока в соседних проводниках, что называется эффектом близости.

Из-за перекрывающихся проводников в катушках эффект близости приводит к увеличению сопротивления проводника выше, чем в случае скин-эффекта.Потери в обмотках снижаются с помощью передовых технологий намотки, таких как обмотки из фольги и проволоки.

Надеюсь, моя статья была информативной и интригующей. Итак, вот вам основной вопрос — какова роль индукторов в электрических цепях?

Пожалуйста, дайте свой ответ в разделе комментариев ниже. Вы также можете поделиться своим мнением об этой статье и идеях.

Фото:

Различные индукторы от 1.bp.blogspot
Катушки индуктивности с воздушным сердечником от i01.i.aliimg
Индукторы с ферромагнитным сердечником или железным сердечником от agilemagco
Катушки индуктивности с ферритовым сердечником от falconacoustics
Катушечные индукторы от electrovision
Многослойные индукторы от electronicproducts
Тонкопленочные индукторы от microfabnh
Как работают индукторы с помощью индуктора dw-Differentheating .i.aliimg
Обмотка индуктора от stonessoundstudio

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 Дроссели

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 феррит 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 импульсы более низкой частоты.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.
  • ВЧ дроссели
  • используют 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 для 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, 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 с высокой индуктивностью.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 об этом!

Расскажите, почему!

Другой Недостаточно подробностей Сложно понять

Что такое индуктор? — Определение и типы

Определение: Катушка индуктивности — это пассивный компонент, который накапливает электрическую энергию в магнитном поле, когда через него проходит электрический ток. Или мы можем сказать, что индуктор — это электрическое устройство, обладающее индуктивностью.

Катушка индуктивности изготовлена ​​из проволоки, обладающей свойством индуктивности, т.е.е., препятствует прохождению тока. Индуктивность провода увеличивается за счет увеличения количества витков. Алфавит «L» используется для обозначения катушки индуктивности и измеряется в Генри. Индуктивность характеризует катушку индуктивности. На рисунке ниже показано символическое изображение индуктора.

Электрический ток I, протекающий через катушку, создает вокруг нее магнитное поле. Представьте, что магнитное поле генерирует поток Φ, когда через него протекает ток. Соотношение потока и тока дает индуктивности.

Индуктивность цепи зависит от путей прохождения тока и магнитной проницаемости ближайшего материала. Магнитная проницаемость показывает способность материала формировать магнитное поле.

Типы индукторов

Катушки индуктивности подразделяются на два типа.

1. Индуктор с воздушным сердечником (намотанный на неферритовый материал) — Индуктор, в котором сердечник полностью отсутствует или используется керамический материал для изготовления сердечника. Такой тип индуктора известен как индуктор с воздушным сердечником.

Керамический материал имеет очень низкий коэффициент теплового расширения. Низкий коэффициент теплового расширения означает, что форма материала остается неизменной даже при повышении температуры. Керамический материал не имеет магнитных свойств. Проницаемость индуктора остается неизменной благодаря керамическому материалу.

В воздушном сердечнике-индукторе единственная работа сердечника — это придать катушке определенную форму. Структура с воздушным сердечником имеет много преимуществ, таких как снижение потерь в сердечнике и повышение добротности.Индуктор с воздушным сердечником используется для высокочастотных приложений, где требуется низкая индуктивность.

2. Индуктор с железным сердечником (намотанный на ферритовый сердечник) — Это индуктор с фиксированным значением, в котором железный сердечник находится между катушкой. Индуктор с железным сердечником используется в схеме фильтра для сглаживания пульсаций напряжения, он также используется в качестве дросселя в лампах дневного света, в промышленных источниках питания, инверторных системах и т. Д.

Как работает индуктор?

Катушка индуктивности — это электрическое устройство, используемое для хранения электрической энергии в виде магнитного поля.Он построен путем намотки провода на сердечник. Сердечники изготавливаются из керамического материала, железа или воздуха. Сердечник может быть тороидальным или Е-образным.

Катушка, по которой проходит электрический ток, создает магнитное поле вокруг проводника. Напряженность магнитного поля увеличивается, если сердечник помещается между катушкой. Сердечник обеспечивает путь к магнитному потоку с низким сопротивлением.

Магнитное поле индуцирует ЭДС в катушке, которая вызывает ток.А согласно закону Ленца причины всегда противостоят следствию. Здесь причиной является ток, и он индуцируется из-за напряжения. Таким образом, ЭДС противодействуют изменению тока, изменяющему магнитное поле. Ток, который уменьшается из-за индуктивности, известен как индуктивное реактивное сопротивление. Индуктивное реактивное сопротивление увеличивается с увеличением числа витков катушек.

Введение в типы индукторов с объяснением работы

Что такое индуктор и его история? Катушка индуктивности — это устройство, которое накапливает энергию в форме магнитного поля, и это свойство накапливать энергию называется электромагнетизмом.Это пассивный электрический компонент, обычно состоит из провода, который намотан на ферромагнитный материал в форме катушки, когда через эту катушку пропускается ток, создается магнитное поле, и сила этого магнитного поля зависит от количества витков катушки. . Означает, что если количество витков мало, тогда напряженность магнитного поля будет низкой, аналогично, если количество витков велико, тогда напряженность магнитного поля будет высокой. Поскольку он хранит энергию в виде магнитного поля, он не изменяет ток внезапно.Впервые индуктор был открыт Майклом Фарадеем в 1830 году простым, но странным способом. Он просто наматывает проволоку на цилиндрическую бумагу, затем прикрепляет оба конца этой проволоки с помощью гальванометра, который является устройством для измерения тока, затем он перемещает магнит внутри и снаружи этой цилиндрической бумаги, а затем генерирует ток в гальванометре, который видел Майкл Фарадей. движением стрелки гальванометра. После этого Николас Калланд обнаружил катушку индуктивности. Который в настоящее время используется в виде индуктора.На рисунке 1 показаны обозначения индукторов с сердечником, длиной провода и числом витков катушки

.

Рисунок 1 Символы, длина провода и количество витков катушки.

Типы индукторов

В настоящее время используются различные типы катушек, и здесь мы разделили их на основе их сердечников.

  • Индуктор с тороидальным сердечником : Этот тип имеет поверхность в форме кольца или пончика, и проволока намотана вокруг этой поверхности. Он состоит из различных материалов, таких как ленточная намотка, железо или феррит и т. Д.Это дает высокие результаты связи, но на высокой частоте происходит раннее насыщение, поэтому используется только для низкочастотных приложений. Он в основном используется в медицинских устройствах, регуляторах переключения телекоммуникационных устройств, кондиционерах, холодильниках, цифровых и аналоговых источниках питания. Простой тороидал показан на рисунке 2
  • .

Рисунок 2 Тороидальные типы

  • Индуктор с воздушным сердечником: Этот тип индуктора в основном состоит из керамического материала, поэтому керамические индукторы широко известны как индукторы с воздушным сердечником.Он имеет очень низкий коэффициент теплового расширения, но не имеет никаких магнитных свойств, поэтому, когда он используется в качестве сердечника, он не увеличивает магнитную проницаемость. Его основная цель использования в катушке индуктивности — просто придать катушке правильную форму. Основное преимущество этого сердечника — это высокая добротность и низкие потери в сердечнике. Он в основном используется в высокочастотных приложениях, где требуется низкая индуктивность. Простая катушка с воздушным сердечником показана на рисунке 3
  • .

Рисунок 3 Воздушный сердечник

  • Индуктор с железным сердечником: Это тип, сердечник которого сделан из железного материала, и этот тип лучше всего подходит для тех мест, где требуются маломерные индукторы.Они используются в приложениях с высокой мощностью, высокой индуктивностью, но с низкой частотой, например, в звуковом оборудовании. Его применение ограничено по сравнению с другими типами индукторов. Простая катушка с железным сердечником показана на рисунке 4
  • .

Рисунок 4 Железный сердечник

  • Индуктор с ферритовым сердечником: Это тип, сердечник которого изготовлен из ферромагнитного материала, называемого ферритовым сердечником. Ферромагнитный материал представляет собой соединение оксида металла с железом, и другие элементы смешиваются с ним, чтобы сформировать кристаллическую структуру. В настоящее время используются два типа ферритовых сердечников, первый — это мягкий ферритовый сердечник, а второй — твердый ферритовый сердечник.Мягкий ферритовый сердечник может изменять полярность своего магнетизма без использования какого-либо количества энергии. Точно так же твердый ферритовый сердечник похож на постоянный магнит, где его также называют постоянным, и его полярность всегда остается одинаковой, даже когда он перемещается из одного направления в другое. Этот тип ферритового сердечника также помогает индуктору повысить его производительность за счет увеличения проницаемости катушки, что приводит к увеличению индуктивности индуктора. Диапазон увеличения проницаемости составляет от 20 до 15000, но также зависит от ферритового материала.Если сравнить его индуктивность с воздухом, то она очень высока. Тип простого ферритового сердечника показан на рисунке 5
  • .

Рисунок 5 Ферритовый сердечник

  • Индуктор с сердечником из порошкового железа: Этот тип сердечника индуктора изготовлен из 100% чистого железа, но его внешняя поверхность покрыта изолирующим порошковым материалом, поэтому он называется индуктором из порошкового железа. Поскольку этот сердечник на 100% состоит из железа, он дает твердую структуру, но для изготовления этого порошкового железа его сжимают под высоким давлением, затем с ним смешивают связующее, такое как эпоксидная или фенольная смола, с образованием порошкового железа.Когда оба материала смешиваются, образуется распределенный воздушный зазор, и этот воздушный зазор сохраняет высокий магнитный поток. Этот воздушный зазор также предотвращает насыщение сердечника, а также пропускает большой постоянный ток без насыщения сердечника. Он имеет высокий температурный коэффициент, поэтому в основном используется в импульсных источниках питания. Простое порошковое железо показано на рисунке 6
  • .

Рисунок 6 Сердечник из порошкового железа

  • Индуктор с ламинированным сердечником: Этот тип сердечника индуктора состоит из ламинированных листов, которые изготовлены из стали.Эти листы располагаются друг с другом сверху вниз, образуя надлежащую многослойную сердцевину. Поскольку эти листы имеют разную длину и толщину, они соединяются друг с другом с помощью изоляционного материала, который делает сердечник гибким. В этом сердечнике индуктора, поскольку каждый лист отделен от других листов изоляционным материалом, эта структура защищает сердечник от потерь на вихревые токи. Эти типы сердечников используются для приложений с высокой мощностью, поэтому они имеют низкую частоту и в основном используются в фильтрующих устройствах, где частоты возбуждения обычно высоки в кГц.На рисунке 7 показан простой индуктор с многослойным сердечником.

Рисунок 7 Ламинированный сердечник

  • Переменный индуктор: Это тип индуктора, в котором магнитный сердечник перемещается вокруг обмотки индуктора, и, регулируя магнитный сердечник, пользователь может легко регулировать значение индуктора. Эти типы индукторов в основном используются для высокочастотных приложений, где требуется настройка, например, в радио и т. Д. Они легко доступны на рынке в диапазоне от 10 мкГн до 100 мкГн и от 10 нГн до 10 мГн.Простая регулируемая катушка индуктивности показана на рисунке 8,
  • .

Рисунок 8 Тип переменной

Спаренный индуктор: Это тип, в котором два индуктора соединены вместе посредством электромагнитной индукции. Как мы знаем, явления взаимной индукции, при которых, когда напряжение протекает в одном, то напряжение генерируется в другом, что связано с этим посредством взаимной индукции. Точно так же связанный индуктор работает с этим явлением. Эти индукторы используются для изоляции, когда две цепи электрически изолированы друг от друга.Простой соединенный тип показан на рисунке 9

.

Катушки индуктивности

— практические EE

Индукторы — это устройства, накапливающие электрическую потенциальную энергию в магнитном поле. Они состоят из намотки проволоки и значительно улучшены за счет размещения черных металлов в середине катушки.

Символ индуктивности

Символ индуктора


Уравнения общей индуктивности

Напряжение через катушку индуктивности равно индуктивности, умноженной на скорость изменения тока (производная тока по времени).

Это уравнение означает пару важных вещей:

  • Ток через катушку индуктивности не может измениться мгновенно, для этого потребуется бесконечное напряжение. Индукторы борются с быстрыми изменениями тока.
  • Напряжение на индукторе пропорционально скорости изменения тока через индуктор. Константа пропорциональности — это индуктивность.
  • Напряжение на индукторе может изменяться мгновенно.

Катушка индуктивности Реактивное сопротивление = 2 * Pi * Частота в Гц * Индуктивность; Реактивное сопротивление имеет единицы

Ом.
  • Реактивное сопротивление катушки индуктивности увеличивается с увеличением частоты. Индукторы действуют как разомкнутые цепи для высокочастотных сигналов и действуют как короткие замыкания для низкочастотных сигналов.
  • Положительное реактивное сопротивление означает, что напряжение ведет к току (напряжение быстро меняется, ток отстает).
  • Для идеального индуктора его сопротивление равно 0, поэтому его полное сопротивление равно ZL = R + jXc = j * (2πfL)

Идеально Индуктор: ; f = частота в Гц, L = индуктивность, j = мнимое число

Правило правой руки

Чтобы понять, почему намотка проволоки создает индуктор, вам нужно знать правило правой руки.

Правило правой руки

Правило правой руки гласит, что если вы поместите правую руку большим пальцем в направлении тока, магнитное поле будет в направлении ваших пальцев, которые изгибаются вокруг оси вашего большого пальца. Итак, теперь представьте себе спиральный провод . Представьте себе ток, текущий по этому проводу в определенном направлении, а затем представьте магнитное поле, образованное током, протекающим через каждую петлю из провода. Магнитное поле внутри каждой петли проходит одно направление, а магнитное поле снаружи каждой петли — в противоположном направлении.Магнитное поле от каждой петли складывается в общее магнитное поле.

Магнитное поле индуктора

Когда вы помещаете железный материал, называемый ферритовым сердечником, в середину витого провода, магнитное поле взаимодействует с ферритовым сердечником и значительно усиливается.


Основные характеристики реальных индукторов
  • Индуктивность
  • Допуск — точность индуктивности
  • Номинальный ток — Существует два типа номинальных значений тока для катушек индуктивности.Один — это номинальный ток из-за выделяемого тепла, другой — ток, при превышении которого ферритовый сердечник насыщается магнитным полем, и индуктор начинает быстро терять индуктивность. Вы никогда не хотите, чтобы ядро ​​стало насыщенным.


Типы индукторов

Индукторы с воздушным сердечником

  • Не используйте ферритовый материал в сердечнике катушки. Вместо этого в сердечнике используется керамический материал для обеспечения механической структуры.
  • Имеют относительно низкую индуктивность
  • Обычно используются для высокочастотных приложений
Индуктор с воздушным сердечником

Индукторы с ферритовым сердечником

  • Намного более высокая индуктивность, чем у индукторов с воздушным сердечником
  • Более высокая стоимость из-за ферритового материала
Индукторы с ферритовым сердечником Индуктор с ферритовым сердечником

Формы индукторов с ферритовым сердечником

Формы стержней Форма тороида Форма шпульки со сквозным отверстием Форма шпульки для поверхностного монтажа

Чип-индукторы

  • Устройства поверхностного монтажа (SMD)
  • Доступны небольшие размеры с использованием тех же размеров корпуса, что и резисторы SMD
  • Относительно низкая индуктивность и малый ток
  • Обычно используются для радиочастотных (RF) и других высокочастотных фильтров
Чип-индукторы

Ферритовые бусины и сердечники

  • Также называется ферритовыми дросселями.
  • Доступны в небольших SMD-корпусах для последовательного размещения с сигналом или в больших размерах, которые проходят вокруг кабелей.
  • Их электромагнитное воздействие не совсем такое же, как у истинного индуктора.Они становятся более устойчивыми к сигналам более высокой частоты.
  • Дешевле, чем катушки индуктивности.
  • Используется в основном для фильтрации шума в линиях электропередач и для фильтрации шума в кабелях для снижения кондуктивных и излучаемых помех.
Ферритовые бусины SMD Ферритовые сердечники Ферритовый сердечник

Экранированные индукторы

  • Экранированные катушки индуктивности имеют ферритовый материал, окружающий спиральный провод, который сохраняет большую часть магнитного поля внутри устройства.
  • Экранированные индукторы дороже неэкранированных.
  • Экранированные катушки индуктивности имеют ряд применений:
    • Используйте, когда вам необходимо разместить катушки индуктивности близко друг к другу, чтобы они не работали как трансформаторы.
    • Используется, когда необходимо разместить индуктор рядом с чувствительными сигналами
    • Используется для уменьшения излучения индуктора
Экранированные индукторы


Общие значения индуктивности 130
Стандартные значения индуктивности
нГн, мкГн нГн, мкГн нГн, мкГн нГн, мкГн
1.0 10 100 1000
1,1 11 110 1100
1,2 12 120 1200 1300
1,5 15 150 1500
1,6 16 160 1600
1,8 180 18 0 20 200 2000
2,2 22 220 2200
2,4 24 240 2400 2400 2400 2700
3,0 30 300 3000
3,3 33 330 3300
3,6 1293 3,6 361294 9 39 390 3900
4,3 43 430 4300
4,7 47 470 47 470 47 470 479 5100
5,6 56 560 5600
6,2 62 620 6200
681293 6200
68 5 75 750 7500
8,2 82 820 8200
8,7 87 870 9100

Полезные видео