ИНДУКТИВНОСТЬ — Что такое ИНДУКТИВНОСТЬ?
Слово состоит из 13 букв: первая и, вторая н, третья д, четвёртая у, пятая к, шестая т, седьмая и, восьмая в, девятая н, десятая о, одиннадцатая с, двенадцатая т, последняя ь,
Слово индуктивность английскими буквами(транслитом) — indktivnost
Значения слова индуктивность. Что такое индуктивность?
Индуктивность
Индукти́вность (или коэффициент самоиндукции) — коэффициент пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом контуре, и магнитным потоком, создаваемым этим током через поверхность, краем которой является этот контур.
ru.wikipedia.org
ИНДУКТИВНОСТЬ — в электродинамике (коэффициент самоиндукции) (от лат. inductio — наведение, побуждение) — параметр электрич. цепи, определяющий величину эдс самоиндукции…
Физическая энциклопедия. — 1988
Индуктивность (от лат. inductio — наведение, побуждение), физическая величина, характеризующая магнитные свойства электрической цепи. Ток, текущий в проводящем контуре, создаёт в окружающем пространстве магнитное поле, причём магнитный поток Ф…
БСЭ. — 1969—1978
Индуктивности мера
Индуктивности мера, катушка индуктивности, применяемая при электрических измерениях и в качестве образцовых индуктивностей для проверки и градуировки измерительных устройств.
БСЭ. — 1969—1978
Индуктивности измерители
Индуктивности измерители, приборы для измерения индуктивности контуров с сосредоточенными параметрами, обмоток трансформаторов и дросселей, катушек индуктивности и пр.
БСЭ. — 1969—1978
ИНДУКТИВНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬ (генриметр), прибор для измерения индуктивности элементов электрич. цепей. Действие И. и. основано на тех же методах измерений, что и действие ёмкости измерителя.
Физическая энциклопедия. — 1988
ИНДУКТИВНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬ (генриметр), прибор для измерения индуктивности элементов электрич. цепей. Действие И. и. основано на тех же методах измерений, что и действие ёмкости измерителя.
Физическая энциклопедия. — 1988
Катушка индуктивности
Кату́шка индукти́вности катушка из одножильного (реже многожильного) изолированного провода, намотанного обычно на каркас из диэлектрика цилиндрической, тороидальной или прямоугольной формы…
Энциклопедия техники
Кату́шка индукти́вности — катушка из одножильного (реже многожильного) изолированного провода, намотанного обычно на каркас из диэлектрика цилиндрической, тороидальной или прямоугольной формы…
Энциклопедия техники
Индуктивности катушка, свёрнутый в спираль изолированный проводник, обладающий значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении.
БСЭ. — 1969—1978
Взаимная индуктивность
ИНДУКТИВНОСТЬ ВЗАИМНАЯ величина, характеризующая магн. связь двух или более электрич. цепей (контуров). Магн. поток через контур 1 с током I1 (рис.) частично пронизывает площадь, ограниченную контуром 2…
Физическая энциклопедия. — 1988
Индуктивность взаимная, величина, характеризующая магнитную связь двух или более электрических цепей (контуров). Если имеется два проводящих контура (1 и 2, см. рис.), то часть линий магнитной индукции, создаваемых током в первом контуре…
БСЭ. — 1969—1978
ВЗАИМНАЯ ИНДУКТИВНОСТЬ — количеств. хар-ка M 21 связи между полным магнитным потоком Ф 21 через нек-рую электрич. цепь 2, создаваемым электрич. током, текущим в др. цепи 1, и силой этого тока I 1 : М 21 = Ф 21/I 1.
Большой энциклопедический политехнический словарь
Русский язык
Индукт/и́вн/ость/.
Морфемно-орфографический словарь. — 2002
Индукти́вность, -и.
Орфографический словарь. — 2004
- индуистский
- индуист
- индуктивизм
- индуктивность
- индуктивный
- индукторий
- индукторный
Катушка индуктивности. Параметры. Виды. Обозначение на схемах
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Катушка индуктивности относится к числу элементов, без которых не получится построить приемник, телевизор, радиоуправляемую модель, передатчик, генератор сигналов, модемный преобразователь, сетевой фильтр и т.п.
Катушку индуктивности или просто катушку можно представить в виде нескольких витков провода намотанного в спираль. Ток проходя по каждому витку спирали создает в них магнитное поле, которое пересекаясь с соседними витками наводит в них э.д.с самоиндукции. И чем провод длиннее и большее число витков он образует, тем самоиндукция больше.
Индуктивность
По своей сути индуктивность является электрической инерцией и ее основное свойство состоит в том, чтобы оказывать сопротивление всякому изменению протекающего тока. Если через катушку пропускать определенный ток, то ее индуктивность будет противодействовать как уменьшению, так и увеличению протекающего тока.
В отличие от конденсатора, который пропускает переменный и не пропускает постоянный ток, катушка индуктивности свободно пропускает постоянный ток и оказывает сопротивление переменному току, потому что он изменяется быстрее, чем может изменяться магнитное поле.
И чем больше индуктивность катушки и чем выше частота тока, тем оказываемое сопротивление сильнее. Это свойство катушки применяют, например, в приемной аппаратуре, когда требуется в электрической цепи преградить путь переменному току.
Индуктивность измеряется в генри (Гн), миллигенри (1мГн = 10ˉ3 Гн), микрогенри (1мкГн = 10ˉ6 Гн), наногенри (1нГн = 10ˉ9 Гн) и обозначается латинской буквой
Общие свойства катушек индуктивности
В зависимости от требуемой индуктивности и частоты, на которой катушка будет работать, она может иметь самые различные исполнения.
Для высоких частот это может быть простая катушка состоящая из нескольких витков провода или же катушка с сердечником из ферромагнитного материала и иметь индуктивность от нескольких наногенри до нескольких десятков миллигенри. Такие катушки применяются в радиоприемной, передающей, измерительной аппаратуре и т.п.
Катушки, работающие на высоких частотах, можно разделить на катушки контуров, катушки связи и дроссели высокой частоты. В свою очередь катушки контуров могут быть с постоянной индуктивностью и переменной индуктивностью
По конструктивному признаку высокочастотные катушки разделяются на однослойные и многослойные, экранированные и неэкранированные, катушки без сердечников и катушки с магнитными и немагнитными сердечниками, бескаркасные, цилиндрические плоские и печатные.
Для работы в цепи переменного тока низкой частоты, на звуковых частотах, во входных фильтрах блоков питания, в цепях питания осветительного электрооборудования применяются катушки с достаточно большой индуктивностью. Их индуктивность достигает десятки и даже сотни генри, а в обмотках могут создаваться большие напряжения и протекать значительные токи.
Для увеличения индуктивности при изготовлении таких катушек применяют магнитопроводы (сердечники), собранные из отдельных тонких изолированных пластин сделанных из специальных магнитных материалов – электротехнических сталей, пермаллоев и др.
Применение наборных магнитопроводов обусловлено тем, что под действием переменного магнитного поля в сплошном магнитопроводе, который можно рассматривать как множество короткозамкнутых витков, образуются вихревые токи, которые нагревают магнитопровод, бесполезно потребляя часть энергии магнитного поля. Изоляция же между слоями стали оказывается на пути вихревых токов и значительно снижает потери.
Катушки с магнитопроводами из изолированных пластин можно разделить на дроссели и трансформаторы.
Основные параметры катушек индуктивности
1. Индуктивность.
Индуктивность (коэффициент самоиндукции) является основным электрическим параметром и характеризует величину энергии, запасаемой катушкой при протекании по ней электрического тока. Чем больше индуктивность катушки, тем больше энергии она запасает в своем магнитном поле.
Индуктивность зависит от размеров каркаса, формы, числа витков катушки, диаметра и марки провода, а также от формы и материала магнитопровода (сердечника).
В радиолюбительских схемах, как правило, величину индуктивности не указывают, так как радиолюбителя интересует не эта величина, а количество витков провода в катушке, диаметр и марка провода, способ намотки (внавал, виток к витку, крест на крест, секционная намотка) и размеры каркаса катушки.
2. Добротность.
Добротность (Q) характеризуется качеством работы катушки индуктивности в цепях переменного тока и определяется как отношение реактивного сопротивления катушки к ее активному сопротивлению потерь.
Активное сопротивление включает в себя сопротивление провода обмотки катушки; сопротивление, вносимое диэлектрическими потерями в каркасе; сопротивление, вносимое собственной емкостью и сопротивления, вносимые потери в экраны и сердечники.
Чем меньше активное сопротивление, тем выше добротность катушки и ее качество. В большинстве случаев добротность катушки определяют резонансные свойства и к.п.д. контура.
Современные катушки средних размеров имеют добротность около 50 – 300.
3. Собственная емкость.
Катушки индуктивности обладают собственной емкостью, которая увеличивается по мере увеличения числа витков и размеров катушки. Между соседними витками существует межвитковая емкость, из-за которой некоторая часть тока проходит не по проводу, а через емкость между витками, отчего сопротивление между выводами катушки уменьшается.
Все дело в том, что общее напряжение, приложенное к катушке, разделяется на межвитковые напряжения из-за чего между витками образуется электрическое поле, вызывающее скопление зарядов. Витки, разделенные слоями изоляции, образуют обкладки множества маленьких конденсаторов, через которые протекает часть тока, из общей емкости которых и складывается собственная емкость катушки. Таким образом катушка обладает не только индуктивными но и емкостными свойствами.
Собственная емкость является вредным параметром и ее стремятся уменьшить применением специальных форм каркаса и способом намотки провода.
4. Стабильность.
Стабильность катушки характеризуется изменением ее параметров под воздействием температуры, влажности и во времени.
Изменение индуктивности под влиянием температуры характеризуют температурным коэффициентом индуктивности (ТКИ), равным относительному изменению индуктивности при изменении температуры на 1°С. ТКИ катушки определяется способом намотки и качеством диэлектрика каркаса.
Влажность вызывает увеличение собственной емкости и диэлектрических потерь, а также понижает стабильность катушки. Для защиты от действия влажности применяется герметизация или пропитка и обволакивание обмотки негигроскопичными составами.
Такие катушки обладают более низкой добротностью и большой собственной емкостью, но при этом они более устойчивы к воздействию влаги.
Катушки индуктивности с магнитопроводами
Для получения малогабаритных катушек различного назначения применяют магнитопроводы (сердечники), которые изготавливают из магнитодиэлектриков и ферритов. Катушки с магнитопроводами имеют меньшее число витков при заданной индуктивности, малую длину провода и небольшие размеры.
Ценным свойством катушек с магнитопроводами является возможность их подстройки, т.е. изменения индуктивности в небольших пределах путем перемещения внутри катушки специального цилиндрического подстроечника, состоящего из феррита с напрессованной на него резьбовой втулкой.
Магнитодиэлектрики представляют собой измельченное вещество, содержащее в своем составе железо (ферромагнетик), частицы которого равномерно распределены в массе диэлектрика (бакелита или аминопласта). Наиболее широко применяют магнитопроводы из альсифера (сплав алюминия, кремния и железа) и карбонильного железа.
Ферриты представляют собой твердые растворы окислов металлов или их солей, прошедшие специальную термическую обработку (обжиг). Получающееся при этом вещество – полупроводниковая керамика – обладает очень хорошими магнитными свойствами и малыми потерями даже на очень высоких частотах.
Основным достоинством ферритов является высокая магнитная проницаемость, которая позволяет существенно уменьшить размеры катушек.
В старых принципиальных схемах магнитопроводы из магнитодиэлектриков и ферритов обозначались одинаково – утолщенной штриховой линией (рис. а). Впоследствии стандарт ЕСКД оставил этот символ для магнитопроводов из магнитодиэлектрика, а для ферритовых ввел обозначение, ранее применявшееся только для магнитопроводов низкочастотных дросселей и трансформаторов – сплошную жирую линию (рис. б). Однако согласно последней редакции ГОСТ 2.723.68 (март 1983г.) магнитопроводы катушек изображают линиями нормальной толщины (рис. в).
Катушки, индуктивность которых можно изменять с помощью магнитопровода, на электрических схемах указываются при помощи знака подстроечного регулирования, который вводится в ее условное обозначение.
Изменение индуктивности обозначают двумя способами: либо знаком подстроечного регулирования пересекающим обозначения катушки и магнитопровода (рис. а), либо только пересечением магнитопровода с изображением его над катушкой (рис. б).
Экранированные катушки индуктивности
Для устранения паразитных связей, обусловленных внешним электромагнитным полем катушки и влияния на катушку окружающего пространства, ее экранируют, т.е. помещают в замкнутом металлическом экране.
Однако под влиянием экрана изменяются основные электрические параметры катушки: уменьшаются индуктивность и добротность, увеличивается сопротивление и собственная емкость.
Изменение параметров катушки тем больше, чем ближе к ее виткам расположен экран, т.е. изменение параметров зависит от соотношения между размерами катушки и размерами самого экрана.
Для высокочастотных катушек экраны выполняются в виде круглых или прямоугольных стаканов из алюминия, меди или латуни с толщиной стенок 0,3 – 0,5 мм.
Чтобы на схемах обозначить экранированную катушку, ее условное обозначение помещают в знак экранирования, который соединяют с корпусом.
Также необходимо отметить, что экранировать необходимо лишь катушки большого размера, диаметр которых составляет более 15 – 20 мм.
Катушки диаметром не более 4 – 5 мм создают магнитное поле в относительно небольшом пространстве и при удалении таких катушек от других деталей на расстояние в 4 – 5 раз больше их диаметра опасных связей, как правило, не возникает, поэтому они не нуждаются в специальном экранировании.
Обозначение катушек с отводами и начала обмотки
В радио и электротехнической аппаратуре, например, в приемниках или импульсных преобразователях напряжения, иногда используют не всю индуктивность катушки, а только некоторую ее часть. Для таких случаев катушки изготавливают с отводом или отводами.
При разработке некоторых конструкций иногда необходимо строго соблюсти начало и конец обмотки катушки или трансформатора. Чтобы указать, какой из концов обмотки является началом, а какой – концом, у вывода начала обмотки ставят жирную точку.
Для подстройки катушек на частотах свыше 15…20 МГц часто применяют магнитопроводы из немагнитных материалов (меди, алюминия и т.п.). Возникающие в таком магнитопроводе под действием магнитного поля катушки вихревые токи создают свое поле, противодействующее основному, в результате чего индуктивность катушки уменьшается.
Немагнитный магнитопровод-подстроечник обозначают так же, как и ферритовый, но рядом указывают химический символ металла, из которого он изготовлен. На рисунке изображен подстроечник, изготовленный из меди.
Вот и все, что хотел рассказать о катушках индуктивности.
Удачи!
Литература:
1. В. А. Волгов «Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры».
2. В. В. Фролов «Язык радиосхем».
3. М. А. Сгут «Условные обозначения и радиосхемы».
Глава 10. Индуктивность . Введение в электронику
ЦЕЛИ
После изучения этой главы студент должен быть в состоянии:
• Объяснить принципы индуктивности.
• Дать определение основных величин измерения индуктивности.
• Описать основные типы катушек индуктивности.
• Дать определение полной индуктивности в последовательной и параллельной цепях.
• Дать объяснение постоянной времени L/R и ее связи с индуктивностью.
Когда по проводнику течет ток, вокруг него возникает магнитное поле. Это поле обладает энергией, величина которой пропорциональна индуктивности.
В этой главе обсуждается индуктивность и ее приложения в цепях постоянного тока. Более подробно об индуктивности рассказано в главе 16.
10-1. ИНДУКТИВНОСТЬ.
Индуктивность — это способность извлекать энергию из источника и сохранять ее в виде магнитного поля. Это свойство проводника, предотвращающее резкие изменения текущего через него тока. Например, если ток в катушке увеличивается, магнитное поле вокруг катушки расширяется. Если ток в катушке уменьшается, магнитное поле сжимается. Однако сжатие магнитного поля индуцирует в катушке напряжение, которое поддерживает ток. Таким образом, индуктивность позволяет энергии сохраняться в виде магнитного поля, зависящего от тока. Когда ток уменьшается, уменьшается и магнитное поле, возвращая в цепь запасенную энергию.
Единица, которой измеряется индуктивность называется генри (Гн). Она названа в честь американского физика Джозефа Генри (1797–1878). Генри — это такая индуктивность, которая требуется для индуцирования электродвижущей силы (э.д.с.) в 1 вольт при изменении тока в проводнике со скоростью 1 ампер в секунду. Генри — большая единица, значительно чаще используются миллигенри (мГн) и микрогенри (мкГн). Индуктивность обозначается символом L.
10-1. Вопросы
1. Дайте определение индуктивности.
2. В каких единицах измеряется индуктивность?
3. Дайте определение генри.
4. Какая буква используется для обозначения индуктивности?
10-2. КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ
Катушки индуктивности — это устройства, имеющие определенную индуктивность. Они состоят из провода, намотанного на сердечник, и классифицируются по материалу сердечника. Сердечник катушки может быть либо магнитным, либо немагнитным. На рис. 10-1 показано схематическое обозначение катушки индуктивности.
Рис. 10-1. Схематическое обозначение катушки индуктивности.
Катушки могут иметь как постоянную, так и изменяемую индуктивность. На рис. 10-2 показано схематическое обозначение катушки с переменной индуктивностью. Катушки с переменной индуктивностью содержат подстроечный сердечник.
Рис. 10-2. Схематическое обозначение катушки с переменной индуктивностью
На рис. 10-3 показаны несколько типов катушек индуктивности, использующих подстроечный сердечник. Максимальная индуктивность регистрируется, когда сердечник полностью введен в катушку.
Рис. 10-3. Некоторые типы катушек индуктивности с возможностью регулирования индуктивности.
Катушки индуктивности с воздушным сердечником, или катушки без сердечника, используются в тех случаях, когда индуктивность не превышает 5 миллигенри. Они наматываются на керамические или композитные сердечники (рис. 10-4).
Рис. 10-4. Типы катушек индуктивности с воздушным сердечником.
Сердечники из феррита или порошкообразного железа используются для индуктивностей до 200 миллигенри. Схематическое обозначение катушки с железным сердечником показано на рис. 10-5.
Рис. 10-5. Схематическое обозначение катушки индуктивности с железным сердечником.
Тороидальные сердечники имеют кольцеобразную форму и позволяют получить высокую индуктивность при малых размерах (рис. 10-6). Их магнитное поле сосредоточено внутри сердечника.
Рис. 10-6. Катушки индуктивности с тороидальным сердечником.
Экранированные индуктивности заключены в корпус (экран), сделанный из магнитного материала для защиты их от влияния внешних магнитных полей (рис. 10-7).
Рис. 10-7. Экранированная катушка индуктивности.
Многослойные катушки индуктивности с железным сердечником используются для получения большой индуктивности (рис. 10-8).
Рис. 10-8. Многослойная катушка индуктивности с железным сердечником.
Индуктивность этих катушек изменяется от 0,1 до 100 генри и зависит от величины тока, протекающего через катушку. Эти катушки иногда называют дросселями. Они используются в цепях фильтрации источников питания для удаления переменных составляющих выпрямленного постоянного тока. Они будут обсуждаться немного позднее.
Обычно катушки индуктивности имеют допуск ±10 %, но встречаются катушки с допуском менее, чем 1 %. Катушки индуктивности, как и резисторы, могут соединяться последовательно, параллельно или последовательно-параллельно. Полная индуктивность нескольких катушек индуктивности, соединенных последовательно (катушки должны быть пространственно разделены для того, чтобы избежать взаимодействия их магнитных полей), равна сумме их индуктивностей:
LT = L1 + L2 + L3 +… + Ln
Если две или более катушек индуктивности соединены параллельно (без взаимодействия их магнитных полей), общую индуктивность можно найти с помощью формулы:
1/LT = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3 +… + 1/Ln
10-2. Вопросы
1. Что такое катушки индуктивности?
2. Нарисуйте схематические обозначения катушек с постоянной и переменной индуктивностью.
3. Как по другому называются многослойные катушки индуктивности с железным сердечником?
4. Напишите формулы для определения общей индуктивности
а. В последовательных цепях.
б. В параллельных цепях.
5. Какова общая индуктивность цепи с тремя катушками индуктивности 10 Гн, 3,5 Гн и 6 Гн, соединенными параллельно?
10-3. ПОСТОЯННАЯ ВРЕМЕНИ L/R
Постоянная времени L/R — это время, требуемое для увеличения тока в проводнике от нуля до 63,2 % или уменьшения до 36,8 % от максимального значения. RL цепь показана на рис. 10-9.
Рис. 10-9. Цепь, используемая для определения постоянной времени L/R.
L/R — обозначение, используемое для постоянной времени RL цепи:
t = L/R
где
t — время в секундах, L — индуктивность в генри, R — сопротивление в омах.
На рис. 10–10 показан график увеличения и уменьшения магнитного поля, как функции времени, причем масштабной единицей взята постоянная времени t. Требуется время, в пять раз большее постоянной времени для того, чтобы полностью передать энергию магнитному полю или создать максимальное магнитное поле. Такое же время требуется для того, чтобы магнитное поле полностью исчезло.
Рис. 10–10. Количество постоянных времени, требуемое для создания максимального магнитного поля или полного исчезновения магнитного поля в катушке индуктивности.
10-3. Вопросы
1. Что такое постоянная времени катушки индуктивности?
2. Как определяется постоянная времени?
3. Сколько постоянных времени требуется для того, чтобы создать максимальное магнитное поле катушки индуктивности?
4. Сколько постоянных времени требуется для того, чтобы магнитное поле катушки индуктивности полностью исчезло?
5. Какое время требуется, чтобы создать максимальное магнитное поле катушки индуктивностью 0,1 генри, соединенной последовательно с резистором 100000 Ом?
РЕЗЮМЕ
• Индуктивность — это способность сохранять энергию в виде магнитного поля.
• Единицей измерения индуктивности является генри (Гн).
• Для обозначения индуктивности используется буква L.
• Катушки индуктивности — это устройства, имеющие определенную индуктивность.
• Схематическим обозначением постоянной индуктивности является:
• Схематическим обозначением переменной индуктивности является:
• Катушки индуктивности бывают следующих типов: с воздушным сердечником, с сердечником из феррита или порошкообразного железа, с тороидальным сердечником, экранированные и многослойные с железным сердечником.
• Общая индуктивность катушек, соединенных последовательно, вычисляется по формуле:
LT = L1 + L2 + L3 +… + Ln
• Общая индуктивность катушек, соединенных параллельно, равна:
1/LT = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3 +… + 1/Ln
• Постоянная времени — это время, требуемое для увеличения тока от нуля до 63,2 % или уменьшения его до 36,8 % от максимального значения.
• Постоянная времени определяется формулой:
t = L/R
• Время, в пять раз большее постоянной времени, необходимо для создания максимального магнитного поля или полного исчезновения магнитного поля катушки индуктивности.
Глава 10. САМОПРОВЕРКА
1. Как можно увеличить магнитное поле, создаваемое катушкой индуктивности?
2. Чему равна общая индуктивность изображенной ниже цепи?
3. Катушка индуктивности 500 мГн и резистор 10 кОм соединены последовательно и подключены к источнику тока 25 вольт. Каково будет напряжение на катушке индуктивности через 100 микросекунд после включения цели?
Катушка индуктивности — Викизнание… Это Вам НЕ Википедия!
Катушка индуктивности, индуктивность — элемент электрической цепи, основным функциональным свойством которого является индуктивность, индуктивное изделие, состоящее из как правило из единственной обмотки.
Катушка индуктивности представляет обмотку из проводника, охваченную замкнутой магнитной системой. Проходящий через проводник электрический ток создаёт магнитное поле, которое в свою вызывает электромагнитную индукцию в проводнике. Это явление, называемое самоиндукцией, лежит в основе работы индуктивности.
Напряжение, сила тока, проходящего через обмотку и магнитная индукция идеальной катушки индуктивности подчиняются следующим соотношениям:
где
Импеданс идеальный катушки индуктивности выражается чисто мнимой положительной величиной выражается формулой
где
Знак импеданса показывает, что фаза напряжения опережает фазу тока на 90°.
Силовые линии электромагнитного поля соленоида
Катушка индуктивности конструктивно выполняется в виде однослойной или многослойной спирали из изолированного проводника. Подобная конструкция позволяет пропорционально квадрату числа витков (с учетом расстояния между ними и диаметра спирали) увеличить индуктивность по сравнению с единичным проводником.
Также К.и. применяется для создания электромагнитов, где в К.и. заключается металлический сердечник, который намагничивается при пропускании через него тока. Направление силовых линий катушки зависит от направления намотки витков.
Обозначения катушек индуктивности[править]
Условные обозначения катушек: а) общее обозначение; б) обозначение начала обмотки точкой; с магнитопроводом (сердечником) в) ферромагнитным, г) с прямоугольной петлёй гистерезиса, д) с непрямоугольной петлёй гистерезиса, е) немагнитным (указана химическая формула материала), ж) с зазором, з) магнитодиэлектрическим, и) ферритовым; к) с отводами; л) подстраиваемая перемещеним сердечника, м) регулируемая скользящим контактом, н) вариометр; о) дроссель трёхфазный; п) дроссель коаксиальный.
Катушки индуктивности на схемах обозначаются цепочкой из полуокружностей (как правило, четырёх), либо одной окружностью, символизирующих витки обмотки. Рядом с обозначением обмотки изображают сердечник (при наличии такового) в виде линии, тонкой или толстой, сплошной или прерывистой в зависимости от материала изготовления. Также условные графические обозначения могут дополняться символами регулировки или подстройки, начала обмотки, уточнения материала магнитопровода и т. п., где это важно.
Для позиционных обозначений катушек индуктивности используется латинская буква L (эль).
Виды катушек индуктивности[править]
Катушки индуктивности могут иметь множество различных конструктивных исполнений, аналогично всем остальным индуктивным изделиям: могут быть с магнитопроводом, замкнутым, незамкнутым, из магнитных и немагнитных материалов, так и без него; с однослойной, многослойной или плоской обмоткой и т. д.
Катушки индуктивности различают по возможности изменения индуктивности на
- постоянные, с неизменяемой индуктивностью, и
- переменные, с возможностью её изменения.
Переменные в свою очередь делят на регулировочные (если индуктивность можно менять в процессе эксплуатации аппаратуры) и подстроечные (индуктивность изменяется только в процессе наладки). Изменение индуктивности возможно такими методами как перемещение сердечника, взаимное перемещение витков обмотки (вариаторы), применение скользящего контакта.
Катушка индуктивности, предназначенная для фильтрации импульсных и высокочастотных помех в цепях постоянного тока и переменного тока низкой частоты, имеет название дроссель.
Катушка индуктивности, снабжённая ферритовым сердечником с высокими потерями, предназначенная для фильтрации импульсных и высокочастотных помех, также называется ферритовым фильтром.
Конструктивно катушка индуктивности сходна с электромагнитом, однако не предназначена для совершения механической работы.
Эта статья нуждается в доработке. Прямо сейчас Вы можете отредактировать её — дополнить, исправить замеченные ошибки, добавить ссылки.(Этой пометке соответствует строчка {{Черновик}} в теле статьи. Все статьи с такой пометкой отнесены к категории Викизнание:Черновики.)
Основными требованием, предъявляемыми к силовым индуктивностям являются обеспечение при заданном значении индуктивности в минимально возможных размерах максимально высокого значения рабочего тока и минимально возможного значения сопротивлению постоянному току. Фирма TDK-EPC изготавливает стандартные серии силовых SMT индуктивностей для поверхностного монтажа с 17 вариантами установочных размеров на печатной плате, выполненных намоткой медного провода на различные типоразмеры ферритовых сердечников конфигурации гантель. Данные серии выпускаются в магнитоэкранированных (с применением магнитного экрана) и неэкранированных вариантах. Значительный интерес для новых сильноточных применений может иметь новая серия B82477R4, имеющая ток насыщения на 30% больше, чем предыдущие стандартные серии.Выпуск этой серии начат в 2012 году Серии малогабаритных силовых SMT индуктивностей на сердечнике гантель успешно дополняют серии сильноточных SMT-индуктивностей ERU и HPI, выполненных путем намотки медной шинки на низкопрофильные сердечники конфигурации E. Дизайн сердечников серий ERU и HPI обеспечивает экстремально низкое сопротивление постоянному току. Основыми применениями силовых индуктивностей является защита от электромагнитных помех, DC/DC преобразователи и маломощные недорогие светодиодные драйверы. Проверить цены и наличие на складе ЛЭПКОС силовых SMT индуктивностей TDK-EPC Компоненты выпускаются в экранированном (обозначается в коде заказа как вариант исполнения G) и неэкранированном (обозначается в коде заказа как вариант исполнения A) и предназначены для пайки оплавлением бессвинцовым припоем по стандарту JEDEC J-STD 020D. Серии характеризуются улучшенными параметрами: высокими значениями номинального тока, малым омическим сопротивлением. Основные характеристики:
Основные характеристики катушек индуктивности серий B82462, B82464
Катушки индуктивности серии B82477* выпускаются в экранированном корпусе в нескольких вариантах исполнения (исполнение P, R). Компоненты серии отличаются высокой механической прочностью, длительным сроком службы. Предназначены для пайки оплавлением бессвинцовым припоем по стандарту JEDEC J-STD 020D. Компоненты серии B82477* находят широкое применение: сглаживание питающих напряжений, сопряжение и развязка, DC/DC-преобразователи, автомобильная электроника, светодиодное освещение и.т.д. Основные характеристики:
Основные характеристики катушек индуктивности серий B82477*
ERU — серия силовых индуктивностей TDK-EPCOS для поверхностного монтажа. Серия данных индуктивностей отличается чрезвычайно высокой допустимой нагрузкой по току. При номинальной индуктивности от 0,44 мкГн до 35 мкГн ток насыщения может достигать 71 А. При этом для них характерно сверхнизкое сопротивление постоянному току. Особенности конструкции и основные характеристики серии ERU Конструктивно индуктивности выполнены по технологии спиральной намотки
плоского эмалированного медного провода на ферритовый сердечник. Ферритовый
сердечник с намоткой закреплен в магнитном корпусе, экранирующем помехи. В
качестве выводов используются луженые концы собственной обмотки катушки
индуктивности, закрепленные на корпусе. Такое технологическое решение позволяет
достичь вышеописанных электрических характеристик вкупе с малыми габаритами.
Высота этих индуктивностей составляет Они идеально подходят для применения в качестве энергонакопительных дросселей в DC/DC – преобразователях, модулях стабилизаторов напряжения, преобразователях солнечной энергии. Данные дроссели находят свое применение в источниках питания телекоммуникационного оборудования, сфере информационных технологий.
В 2016 году компания TDK(Epcos) расширила серию ERU в SMT исполнении и представила новую линейку ERU 16, состоящую из 10 различных компонентов с индуктивностью от 1мкГн до 30 мкГн и током насыщения от 9,2 А DC до 37А DC. Среди отличительных характеристик новой серии можно выделить компактный дизайн. Установочные размеры:17,3 мм х 18,7 мм. Высота, учитываемая при монтаже, составляет от 7,5 мм (для 10 мкГн) до 10,95 мм (для 30 мкГн). Сопротивление DC варьируется от 1,05 мОм до 15,35 мОм. Наряду с ERU 16 TDK (Epcos) представили также новый типоразмерный ряд ERU19, состоящий из 10 индуктивностей (L=1…30 мкГн, Isat=10.1 A DC…43 A DC.) с кодом заказа B82559*A019. Так же как и для других компонентов всей серии отличительной особенностью ERU 19 является компактность конструкции. Размер контактной площадки соответствует 19.9 мм x 20.5 мм. Высота,учитываемая при установке, варьируется от 8.35 мм (1.0 мкГн) до 10.85 мм (30 мкГн). Сопротивление DC составляет 1.20 мОм … 18.65 мОм. Пример расшифровки кода TDK-EPC
|
|
Катушка индуктивности: устройство, принцип работы, назначение
Катушки индуктивности нашли широкое применение в электротехнике в качестве накопителей энергии, колебательных контуров, ограничения тока. Поэтому их можно встретить везде, начиная от портативной электроники, заканчивая подстанциями в виде гигантских реакторов. В этой статье мы расскажем, что это такое катушка индуктивности, а также какой у нее принцип работы и многое другое.
Определение и принцип действия
Катушка индуктивности — это катушка смотанного в спираль или другую форму изолированного проводника. Основные особенности и свойства: высокая индуктивность при низкой ёмкости и активном сопротивлении.
Она накапливает энергию в магнитном поле. На рисунке ниже вы видите её условное графическое обозначение на схеме (УГО) в разных видах и функциональных назначениях.
Она может быть с сердечником и без него. При этом с сердечником индуктивность будет в разы больше, чем если его нет. От материала, из которого изготовлен сердечник, также зависит величина индуктивности. Сердечник может быть сплошным или разомкнутым (с зазором).
Напомним один из законов коммутации:
Ток в индуктивности не может измениться мгновенно.
Это значит, что катушка индуктивности — это своего рода инерционный элемент в электрической цепи (реактивное сопротивление).
Давайте поговорим, как работает это устройство? Чем больше индуктивность, тем больше изменение тока будет отставать от изменения напряжения, а в цепях переменного тока — фаза тока отставать от фазы напряжения.
В этом и заключается принцип работы катушек индуктивности – накопление энергии и задерживание фронта нарастания тока в цепи.
Из этого же вытекает и следующий факт: при разрыве в цепи с высокой индуктивностью напряжение на ключе повышается и образуется дуга, если ключ полупроводниковый — происходит его пробой. Для борьбы с этим используются снабберные цепи, чаще всего из резистора и конденсатора, установленного параллельно ключу.
Виды и типы катушек
В зависимости от сферы применения и частоты цепи может отличаться конструкция катушки.
По частоте можно условно разделить на:
- Низкочастотные. Пример — дроссель люминесцентной лампы, трансформатор (каждая обмотка представляет собой катушку индуктивности), реактор, фильтры электромагнитных помех. Сердечники чаще всего выполняются из электротехнической стали, для цепей переменного тока из листов (шихтованный сердечник).
- Высокочастотные. Например, контурные катушки радиоприемников, катушки связи усилителей сигнала, накопительные и сглаживающие дроссели импульсных блоков питания. Их сердечник изготавливают обычно из феррита.
Конструкция отличается в зависимости от характеристик катушки, например, намотка может быть однослойной и многослойной, намотанной виток к витку или с шагом. Шаг между витками может быть постоянным или прогрессивным (изменяющимся по длине катушки). Способ намотки и конструкция влияют на конечные размеры изделия.
Отдельно стоит рассказать о том, как устроена катушка с переменной индуктивностью, их еще называют вариометры. На практике можно встретить разные решения:
- Сердечник может двигаться относительно обмотки.
- Две обмотки расположены на одном сердечнике и соединены последовательно, при их перемещении изменяется взаимоиндукция и индуктивная связь.
- Сами витки для настройки контура могут раздвигаться или сужаться приближаясь друг к другу (чем плотнее намотка — тем больше индуктивность).
И так далее. При этом подвижная часть называется ротором, а неподвижная — статором.
По способу намотки бывают также различными, например, фильтры со встречной намоткой подавляют помехи из сети, а намотанные в одну сторону (согласованная намотка) подавляют дифференциальные помехи.
Для чего нужны и какие бывают
В зависимости от того, где применяется катушка индуктивности и её функциональных особенностей, она может называться по-разному: дроссели, соленоиды и прочее. Давайте рассмотрим, какие бывают катушки индуктивности и их сферу применения.
Дроссели. Обычно так называются устройства для ограничения тока, область применения:
- В пускорегулирующей аппаратуре для розжига и питания газоразрядных ламп.
- Для фильтрации помех. В блоках питания — фильтр электромагнитных помех со сдвоенным дросселем на входе компьютерного БП, изображен на фото ниже. Также используется в акустической аппаратуре и прочем.
- Для фильтрации определенных частот или полосы частот, например, в акустических системах (для разделения частот по соответствующим динамикам).
- Основа в импульсных преобразователях — накопитель энергии.
Токоограничивающие реакторы — используются для ограничения токов короткого замыкания на ЛЭП.
Примечание: у дросселей и реакторов должно быть низкое активное сопротивление для уменьшения их нагрева и потерь.
Контурные катушки индуктивности. Используются в паре с конденсатором в колебательном контуре. Резонансная частота подбирается под частоту приема или передачи в радиосвязи. У них должна быть высокая добротность.
Вариометры. Как было сказано — это настраиваемые или переменные катушки индуктивности. Чаще всего используются в тех же колебательных контурах для точной настройки частоты резонанса.
Соленоид — так называется катушка, длина которой значительно больше диаметра. Таким образом внутри соленоида образуется равномерное магнитное поле. Чаще всего соленоиды используются для совершения механической работы — поступательного движения. Такие изделия называют еще электромагнитами.
Рассмотрим, где используются соленоиды.
Это может быть активатор замка в автомобиле, шток которого втягивается после подачи на соленоид напряжения, и звонок, и различные исполнительные электромеханические устройства типа клапанов, грузоподъёмные магниты на металлургических производствах.
В реле, контакторах и пускателях соленоид также выполняет функцию электромагнита для привода силовых контактов. Но в этом случае его чаще называют просто катушка или обмотка реле (пускателя, контактора соответственно), как выглядит, на примере малогабаритного реле вы видите ниже.
Рамочные и кольцевые антенны. Их назначение — передача радиосигнала. Используются в иммобилайзерах автомобилей, металлодетекторах и для беспроводной связи.
Индукционные нагреватели, тогда она называется индуктором, вместо сердечника помещают нагреваемое тело (обычно металл).
Основные параметры
К основным характеристикам катушки индуктивности можно отнести:
- Индуктивность.
- Силу тока (для подбора подходящего элемента при ремонте и проектировании это нужно учитывать).
- Сопротивление потерь (в проводах, в сердечнике, в диэлектрике).
- Добротность — отношение реактивного сопротивления к активному.
- Паразитная емкость (емкость между витками, говоря простым языком).
- Температурный коэффициент индуктивности — изменение индуктивности при нагреве или охлаждении элемента.
- Температурный коэффициент добротности.
Маркировка
Для обозначения номинала катушки индуктивности используют буквенную или цветовую маркировку. Есть два вида буквенной маркировки.
- Обозначение в микрогенри.
- Обозначение набором букв и цифр. Буква r – используется вместо десятичной запятой, буква в конце обозначения обозначает допуск: D = ±0.3 нГн; J = ±5%; К = ±10%; М = ±20%.
Цветовую маркировку можно распознать аналогично таковой на резисторах. Воспользуйтесь таблицей, чтобы расшифровать цветные полосы или кольца на элементе. Первое кольце иногда делают шире остальных.
На это мы и заканчиваем рассматривать, что собой представляет катушка индуктивности, из чего она состоит и зачем нужна. Напоследок рекомендуем посмотреть полезное видео по теме статьи:
Материалы по теме:
Автор: Алексей Бартош
Цветовая и кодовая маркировка индуктивностей
Цветовая и кодовая маркировка индуктивностей
В соответствии с Публикацией IEC 62 для индуктивностей кодируется номинальное значение индуктивности и допуск, т.е. допускаемое отклонение от указанного номинала. Наиболее часто применяется кодировка 4 или 3 цветными кольцами или точками. Первые две метки указывают на значение номинальной индуктивности в микрогенри (мкГн), третья метка — множитель, четвертая — допуск. В случае кодирования 3 метками подразумевается допуск 20%. Цветное кольцо, обозначающее первую цифру номинала, может быть шире, чем все остальные.
Рис. 2
Таблица 1
Серебряный | 0,01 | 10% | ||
Золотой | 0,1 | 5% | ||
Черный | 0 | 1 | 20% | |
Коричневый | 1 | 1 | 10 | Допуск |
Красный | 2 | 2 | 100 | |
Оранжевый | 3 | 1000 | ||
Желтый | 4 | 4 | Множитель | |
Зеленый | 5 | 5 | ||
Голубой | ||||
Фиолетовый | 7 | 7 | ||
Серый | 8 | 8 | ||
Белый | 9 | 9 |
Рис. 2
Кодовая маркировка
Обычно для индуктивностей кодируется номинальное значение индуктивности и допуск, т.е. допускаемое отклонение от указанного номинала. Номинальное значение кодируется цифрами, а допуск — буквами. Применяется два вида кодирования.
А. Кодированная маркировка
Первые две цифры указывают значение в микрогенри (мкГн), последняя — количество нулей. Следующая за цифрами буква указывает на допуск. Например, код 101J обозначает 100 мкГн ±5%. Если последняя буква не указывается —допуск 20%. Исключения: для индуктивностей меньше 10 мкГн роль десятичной запятой выполняет буква R, а для индуктивностей меньше 1 мкГн — буква N.
Допуск:D=±0,3 нГн; J=±5%; К=±10%; M=±20%
Примеры обозначений:Таблица 2
Код | Обозначение |
22N | 22 нГн ±20% |
R10M | 0,10 мкГн±20% |
R15M | 0,15 мкГн±20% |
R22M | 0,22 мкГн ±20% |
R33M | 0,33мкГн+20% |
R47M | 0,47мкГн±20% |
R68M | 0,68 мкГн +20% |
1R0M | 1,2мкГн ±20% |
Таблица 3
Код | Обозначение |
2R2K | 2,2 мкГн±10% |
3R3K | 3,3 мкГн ±10% |
4R7K | 4,7 мкГн±10% |
6R8K | 6,8 мкГн±10% |
100К | 10 мкГн±10% |
150К | 15 мкГн±10% |
220К | 22 мкГн±10% |
33ОК | 33 мкГн±10% |
Таблица 4
Код | Обозначение |
680К | 68 мкГн ± 10% |
101К | 100мкГн±10% |
151К | 150 мкГн ± 10% |
221K | 220 мкГн ±10% |
331К | 33ОмкГн ±10% |
471J | 470 мкГн ±5% |
681J | 680 мкГн ±5% |
102 | 1000 мкГн±20% |
Рис. 3
В. Непосредственная маркировка
Индуктивности маркируются непосредственно в микрогенри (мкГн). В таких случаях маркировка 680К будет означать не 68 мкГн ±10%, как в случае А, а 680 мкГн ±10%.
Индуктор— Что означает буква «L» в индуктивности? Индуктор
— Что означает буква «L» в индуктивности? — Обмен электротехнического стекаСеть обмена стеков
Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.
Посетить Stack Exchange- 0
- +0
- Авторизоваться Подписаться
Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.
Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществуКто угодно может задать вопрос
Кто угодно может ответить
Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх
Спросил
Просмотрено 27к раз
\ $ \ begingroup \ $«R» — это резистор / сопротивление, а «C» — конденсатор / емкость, что имеет смысл.Но откуда взялась буква «L» для обозначения индуктивности / индуктивности?
edit : Википедия говорит, что это , возможно, в честь Генриха Ленца, но я бы хотел услышать что-то более утвердительное.
Создан 09 апр.
Федерико РуссоФедерико Руссо9,3581515 золотых знаков6161 серебряный знак114114 бронзовых знака
\ $ \ endgroup \ $ 2 \ $ \ begingroup \ $Как уже упоминалось, символ I уже был принят за ток (Ампер называл электрический ток «l’intensité du courant électrique» и использовал символ I в своих уравнениях).
Согласно биографии Генриха Ленца на веб-сайте Национальной лаборатории сильного магнитного поля (которая связана с Лос-Аламосской национальной лабораторией),
Имя Ленца или, по крайней мере, его первый инициал прикреплено к еще одному больше области номенклатуры физики. Символ «L» был выбран для представляют собой «индуктивность» в честь его новаторской работы в электромагнетизм.
Создан 09 апр.
Tcrosleytcrosley46.3k55 золотых знаков9292 серебряных знака155155 бронзовых знаков
\ $ \ endgroup \ $ 0 Очень активный вопрос . Заработайте 10 репутации (не считая бонуса ассоциации), чтобы ответить на этот вопрос. Требование репутации помогает защитить этот вопрос от спама и отсутствия ответов.Электротехнический стек Exchange лучше всего работает с включенным JavaScriptВаша конфиденциальность
Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в отношении файлов cookie.
Принимать все файлы cookie Настроить параметры
9.2: Индуктивность и индуктивности — Engineering LibreTexts
Для начала нам нужно изучить взаимосвязь между электрическим током и магнитными полями в проводнике.Когда ток проходит через проводник, такой как провод, вокруг проводника создается магнитное поле, пропорциональное силе тока. Это показано на рисунке \ (\ PageIndex {1} \).
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Магнитное поле вокруг проводника.
Магнитное поле можно представить себе как набор концентрических колец вокруг проводника, хотя для ясности на рисунке показаны только одиночные петли. Количество магнитных линий в данной области называется магнитным потоком и обозначается символом \ (\ Phi \) (греческая буква фи).Единицей измерения магнитного потока является Вебер, Wb, названный в честь Вильгельма Вебера, немецкого физика 19 века.
\ [\ text {Магнитный поток} \ Equiv \ text {количество магнитных линий, заключенных в заданной области.} \ Label {9.1} \]
Обратите внимание, что магнитное поле проходит по длине проводника. Направление силовых линий следует правилу правой руки: если вы возьмете провод правой рукой так, чтобы большой палец указывал в направлении обычного тока, то ваши пальцы сгибаются в направлении магнитного поля.Это правило показано на рисунке \ (\ PageIndex {2} \).
Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Правило правой руки. Источник изображения (изменен)
Если мы сформируем проводник в петлю, силовые линии будут загнаны в центр петли. Это показано на рисунке \ (\ PageIndex {3} \). На этой схеме видно, что линии эффектно собираются в центре, переходя в страницу.
Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Магнитное поле вокруг петли.
Эффект улучшения можно усилить, добавив больше петель в тандеме. Он известен как соленоид и показан на рисунке \ (\ PageIndex {4} \). Это самая простая форма индуктора.
Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Соленоид.
Концентрирующий эффект магнитного поля показан на рисунке \ (\ PageIndex {5} \). На этом рисунке катушка показана сбоку в виде поперечного сечения отдельных контуров. Точки внутри проводников указывают на то, что ток течет к вам со страницы; в то время как крестики указывают, что на страницу течет ток.Линии потока выходят справа, петляют и снова входят слева. Из-за ограниченного пространства весь цикл для каждой линии не рисуется, и важно помнить, что линии магнитного потока не заканчиваются, а всегда образуют петлю. Кроме того, хотя здесь оно показано как плоскость, это поле является трехмерным, с линиями, идущими назад в страницу, а также перед ней.
Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Магнитное поле в соленоиде. Источник изображения
Так можно создать электромагниты 1 .Северный полюс — это выходящий конец (правая сторона) рисунка \ (\ PageIndex {5} \), а южный полюс — входной конец (левая сторона).
Если ток изменится, произойдет соответствующее изменение магнитного поля. Кроме того, это изменение поля вызовет ток в проводнике, который создает магнитное поле, противодействующее первоначальному изменению поля. Это известно как закон Ленца. В качестве альтернативы можно сказать, что индуцированный ток, вызванный изменением магнитного поля, будет противодействовать изменению исходного тока, создавшему это изменение исходного магнитного поля.
На этом этапе мы можем предложить правильное определение вебера:
\ [1 \ text {weber} \ Equiv \ text {магнитный поток, который, действуя на одиночный контур проводника, создает потенциал в 1 вольт, если поток уменьшается до нуля с одинаковой скоростью в течение 1 секунды.} \ label {9.2} \]
В магнитных цепях нас также интересует плотность магнитного потока, которая представляет собой магнитный поток на единицу площади. Символ плотности потока — \ (B \) и имеет единицы тесла (T), названный в честь Никола Тесла, сербо-хорватско-американского инженера и изобретателя.2 \ label {9.3} \]
Для справки: плотность магнитного потока Земли около экватора составляет приблизительно 31 \ (\ mu \) T, в то время как величина зазора звуковой катушки в громкоговорителе составляет от 1 до 2 T, с использованием медицинских МРТ-сканеров. еще немного выше.
Наконец, мы подошли к определению индуктивности и ее единицы, генри:
\ [\ text {Индуктивность — это мера тенденции проводника противодействовать изменению тока, протекающего через него.} \ Label {9.2 \ label {9.6} \]
Где
\ (Вт \) — энергия в джоулях,
\ (L \) — индуктивность в генри,
\ (I \) — ток в амперах.
Рисунок \ (\ PageIndex {6} \): Размеры простого индуктора с воздушным сердечником.
Индуктор в своей простейшей форме состоит из ряда проволочных петель. Они могут быть намотаны на железный сердечник, хотя может также использоваться сердечник из цветного металла. 2} {l} \ label {9.7} \]
Где
\ (L \) — индуктивность в генри,
\ (\ mu \) — проницаемость материала керна,
\ (A \) — площадь поперечного сечения катушки,
\ (N \) — количество витков или витков,
\ (l \) — длина катушки.
Катушки индуктивноститакже могут быть намотаны в несколько слоев или вокруг тороидального сердечника, и в этих конструкциях используются альтернативные формулы.
Типы и упаковка индукторов
Уравнение \ ref {9.7} указывает на то, что для достижения высокой индуктивности нам нужен сердечник с высокой проницаемостью, при этом проницаемость является мерой того, насколько легко установить магнитный поток в указанном материале. Такие вещества, как железо или феррит, имеют гораздо большую проницаемость, чем воздух, и обычно используются для сердечников. У них есть недостаток в том, что они насыщаются раньше, чем воздушная сердцевина, и это может привести к искажению.
Рисунок \ (\ PageIndex {7} \): Звукосниматель для бас-гитары.
Другой подход — упаковать как можно больше витков в пределах заданной длины. Один из способов сделать это — минимизировать толщину изоляции вокруг провода 2 . Этого можно добиться, используя тонкое эмалевое покрытие вместо обычной пластиковой изоляции. Второй способ — использовать очень тонкую проволоку. Это приводит к двум проблемам, а именно к нежелательному увеличению эквивалентного последовательного сопротивления (известному в просторечии как сопротивление катушки или \ (R_ {coil} \)) и к ограничению допустимой нагрузки по току.Все эти эффекты должны быть сбалансированы, чтобы достичь наилучшей производительности для данного приложения.
Коммерческие катушки индуктивности имеют стоимость от долей наногенри для небольших катушек индуктивности с поверхностным монтажом до нескольких генри. Некоторые устройства имеют большую внутреннюю индуктивность, хотя они специально не используются в качестве индукторов. Один из распространенных примеров — трансформатор. Другой пример — звукосниматель электрогитары или бас-гитары, такой как показанный на рисунке \ (\ PageIndex {7} \) со снятой крышкой.Такие устройства могут быть построены из нескольких тысяч витков очень тонкой проволоки (обычно AWG 41–44) и иметь индуктивность, превышающую один генри.
На рисунке \ (\ PageIndex {9} \) показаны различные катушки индуктивности, все из которых имеют сквозное отверстие (катушки индуктивности для поверхностного монтажа не сильно отличаются от своих резисторов и конденсаторов).
Рисунок \ (\ PageIndex {9} \): набор катушек индуктивности.
Два блока слева представляют собой формованные катушки индуктивности и имеют стандартный цветовой код, аналогичный тем, которые используются для резисторов и конденсаторов.Блок вверху (желтый) — это сильноточная катушка индуктивности с низким значением \ (R_ {катушка} \). Три катушки индуктивности в центре используют очевидные ферритовые сердечники: два намотаны на прямые сердечники, а третий на тороидальный сердечник. В устройстве справа используется материал с высокой проницаемостью в самом верху и для защиты он заключен в пластиковую оболочку. Также возможны переменные индукторы, которые могут быть изготовлены с использованием ферритового сердечника, который может скользить внутри катушек, эффективно изменяя проницаемость сердечника (частично феррит, частично воздух).
Рисунок \ (\ PageIndex {10} \): Условные обозначения схемы индуктора (вверху-внизу): стандартный, переменный, железный / ферритовый сердечник.
Условные обозначения катушек индуктивности показаны на рисунке \ (\ PageIndex {10} \). Стандартный символ находится вверху. Символ переменного индуктора находится посередине и представляет собой устройство с двумя выводами, чем-то напоминающее символ реостата. Внизу находится символ индуктора с железным, ферритовым или аналогичным сердечником с высокой магнитной проницаемостью. В общем, как и резисторы, одиночные катушки индуктивности не поляризованы и не могут быть вставлены в цепь в обратном направлении.Однако существуют специальные приложения, в которых несколько катушек могут быть намотаны на общий сердечник, и для них полярность их соединения может иметь значение.
Паспорт индуктивностиЧасть спецификации катушки индуктивности показана на рисунке \ (\ PageIndex {12} \). На этой странице перечислены доступные размеры этой конкретной модели, каждый с соответствующим количеством. Мы видим, что эта модель доступна со значениями индуктивности от 1 \ (\ mu \) H до 100 мГн. Допуск меньших значений составляет \ (\ pm \) 10%, в то время как значения при 33 \ (\ mu \) H и выше находятся на уровне \ (\ pm \) 5%.\ (Q \) — это коэффициент качества, который особенно важен в цепях переменного тока (чем выше, тем лучше), вместе с соответствующей частотой, \ (f_Q \). Продолжая движение, мы находим \ (I_R \). Это максимальный номинальный ток. Мы обнаружили, что для меньших значений они могут выдерживать более 2 ампер, в то время как более крупные блоки могут выдерживать только десятки миллиампер.
Рисунок \ (\ PageIndex {12} \): Спецификация индуктора. Предоставлено TDK
Наконец, мы подошли к \ (R_ {max} \). Это также известно как \ (R_ {катушка} \).Он представляет собой эквивалентное последовательное сопротивление катушки индуктивности. В общем, чем меньше, тем лучше. Для этой модели он составляет от долей Ом до нескольких сотен Ом. Эта тенденция характерна для индукторов; при прочих равных, чем больше индуктивность, тем больше значение соответствующего последовательного сопротивления. Во многих схемах нельзя игнорировать значение \ (R_ {coil} \).
Последовательные и параллельные индукторы
Предположим, мы берем две одинаковые катушки индуктивности и соединяем их последовательно.2 \) увеличивается в четыре раза, а затем уменьшается вдвое по мере увеличения длины. Следовательно, индуктивности, включенные последовательно, добавляют значения так же, как и резисторы, включенные последовательно. В более широком смысле, параллельные индукторы ведут себя как параллельные резисторы. Эквивалент параллельных катушек индуктивности можно найти, используя либо правило произведения-суммы, либо взяв обратную сумму их обратных величин.
Пример \ (\ PageIndex {1} \)
Найдите эквивалентную индуктивность сети, показанной на рисунке \ (\ PageIndex {11} \).
Рисунок \ (\ PageIndex {11} \): Схема для примера \ (\ PageIndex {1} \).
Катушки индуктивности 6 мГн и 12 мГн включены параллельно. Эквивалентное значение пары:
\ [L_ {parallel} = \ frac {L_2 L_3} {L_2 + L_3} \ nonumber \]
\ [L_ {parallel} = \ frac {6 mh22 mH} {6 mH + 12 mH} \ nonumber \]
\ [L_ {parallel} = 4 мГн \ nonumber \]
Эта комбинация включена последовательно с катушкой индуктивности 5 мГн. Следовательно, общая эквивалентная индуктивность составляет 4 мГн + 5 мГн или 9 мГн.
Соотношение тока и напряжения
Основное соотношение тока и напряжения в катушке индуктивности является зеркальным отображением конденсатора:
\ [\ mathcal {v} = L \ frac {di} {dt} \ label {9.8} \]
Это означает, что напряжение на катушке индуктивности зависит от скорости изменения тока. Если ток не меняется (т. Е. В установившемся режиме), то напряжение на катушке индуктивности равно нулю. В этом случае индуктор ведет себя как короткое замыкание, а точнее, как его значение \ (R_ {катушка} \).Напротив, во время быстрого начального изменения тока напряжение на катушке индуктивности может быть большим, и, таким образом, катушка индуктивности ведет себя как разомкнутая.
Если мы переставим уравнение \ ref {9.8} и решим скорость изменения тока, мы найдем, что:
\ [\ frac {di} {dt} = \ frac {\ mathcal {v}} {L} \ label {9.9} \]
Таким образом, если индуктор питается от источника постоянного напряжения, ток будет расти с постоянной скоростью, равной \ (\ mathcal {v} / L \). Например, рассматривая схему на рисунке \ (\ PageIndex {11} \), мы видим источник напряжения, питающий одну катушку индуктивности.Если бы мы изобразили ток катушки индуктивности с течением времени, мы бы увидели что-то вроде графика на рисунке \ (\ PageIndex {12} \).
Рисунок \ (\ PageIndex {11} \): Индуктор с источником напряжения.
Рисунок \ (\ PageIndex {12} \): ток индуктора в зависимости от времени.
С течением времени ток через катушку индуктивности увеличивается, протекая сверху вниз. С теоретически совершенными индуктором и источником это будет продолжаться, пока цепь находится под напряжением.В действительности, эта линия либо начнет отклоняться по горизонтали, когда источник достигнет своих пределов, либо катушка индуктивности выйдет из строя при достижении максимального тока или мощности. Наклон этой линии определяется размером приложенного источника напряжения и индуктивностью.
Пример \ (\ PageIndex {2} \)
Определите скорость изменения тока через катушку индуктивности в цепи, показанной на Рисунке \ (\ PageIndex {13} \). Также определите ток катушки индуктивности через 10 микросекунд после включения питания.
Рисунок \ (\ PageIndex {13} \): Схема для примера \ (\ PageIndex {2} \).
Из уравнения \ ref {9.9} скорость изменения тока составляет:
\ [\ frac {di} {dt} = \ frac {\ mathcal {v}} {L} \ nonumber \]
\ [\ frac {di} {dt} = \ frac {10V} {50 мГн} \ nonumber \]
\ [\ frac {di} {dt} = 200 А \ text {в секунду} \ nonumber \]
Другими словами, каждую секунду ток повышается еще на 200 ампер. Таким образом, всего через 10 микросекунд он увеличится до 200 А / с, умноженных на 10 \ (\ мю \) с, или 2 мА.
Уравнение \ ref {9.8} является ключом к пониманию поведения катушек индуктивности. Как отмечалось ранее, если катушка индуктивности приводится в действие источником постоянного напряжения и игнорируется \ (R_ {coil} \), ток через нее увеличивается с постоянной скоростью \ (\ mathcal {v} / L \). Это изменение тока через катушку индуктивности не безгранично. Мгновенное изменение требует, чтобы \ (di / dt \) было бесконечным, и, таким образом, напряжение, управляющее индуктором, также должно быть бесконечным, что совершенно невозможно. Поэтому можно констатировать особо важную характеристику конденсаторов:
\ [\ text {Ток через катушку индуктивности не может измениться мгновенно.} \ label {9.10} \]
Это наблюдение будет центральным при анализе работы катушек индуктивности в цепях постоянного тока.
Список литературы
1 Поистине одно из самых крутых изобретений всех времен: магнит с двухпозиционным переключателем.
2 Намотанный провод должен быть изолирован, иначе каждая петля будет замкнута на петли рядом с ней, и у нас останется трубка вместо ряда петель.
Основы индуктивности и индуктивности ~ Изучение электротехники
Пользовательский поиск
Любой проводник обладает характеристикой, называемой индуктивностью.Индуктивность — это способность хранить энергию в виде магнитного поля. Индуктивность обозначается заглавной буквой L и измеряется в единицах Генри (H). Некоторые из символов индуктора в электрической цепи:
Условные обозначения для катушек индуктивности |
Индуктивность — это недиссипативная величина. В отличие от сопротивления, чистая индуктивность не рассеивает энергию в виде тепла; скорее, он накапливает и передает энергию остальной части схемы.
Индукторы — это устройства, специально разработанные и изготовленные с индуктивностью. Обычно они состоят из проволочной катушки, намотанной на ферромагнитный сердечник. Катушки индуктивности имеют номинальные значения тока и индуктивности. Из-за эффекта магнитного насыщения индуктивность имеет тенденцию к уменьшению по мере приближения тока к номинальному максимальному значению в катушке индуктивности с железным сердечником.Индуктивность индуктора
Понятие индуктивности в катушке |
Индуктивность индуктора зависит от магнитной проницаемости материала сердечника (μ), количества витков в катушке (N), площади поперечного сечения катушки (A) и длины катушки (l):
L = мкН2А / л
Из приведенной выше формулы мы можем вывести следующее:
(а) Индуктивность (L) увеличивается с увеличением относительной проницаемости μr материала сердечника.
(b) Индуктивность увеличивается с увеличением квадрата числа витков N провода вокруг сердечника.
(c) Индуктивность увеличивается по мере того, как увеличивается площадь A, ограниченная каждым поворотом. Поскольку площадь является функцией квадрата диаметра катушки, индуктивность увеличивается пропорционально квадрату диаметра.
(d) Индуктивность уменьшается с увеличением длины катушки l (при условии, что количество витков остается постоянным)
Катушки индуктивности при последовательном и параллельном подключении
Индуктивность увеличивается, когда катушки индуктивности соединены последовательно.Уменьшается при параллельном подключении катушек индуктивности:
L (серия) = L1 + L2 +…. + Ln
L (параллельно) = 1 / [1 / L1 + L2 +… + 1 / Ln]
Протекание постоянного тока через индуктор
Когда источник постоянного тока подключен к чистой катушке индуктивности, поток тока создает магнитное поле, которое действует таким образом, чтобы противодействовать изменению тока. Соотношение между напряжением и током для катушки индуктивности определяется по формуле:
В = LdI / dt
Индукторы противодействуют изменениям тока с течением времени, понижая напряжение.Такое поведение делает катушки индуктивности полезными для стабилизации тока в цепях постоянного тока. Один из способов представить индуктор в цепи постоянного тока — это временный источник тока, всегда «желающий» поддерживать ток через катушку на одном и том же значении.
Энергия, запасенная в индукторе
Когда постоянный ток течет через индуктор, он накапливает энергию в виде магнитного поля. Эта запасенная энергия определяется формулой:
.E = 1 / 2LI2
Где:
E = Накопленная энергия
L = индуктивность катушки индуктивности
I = Ток, протекающий через катушку индуктивности
Поток переменного тока (AC) через индуктор.
Когда переменный ток протекает через индуктор, он создает непрерывно изменяющееся магнитное поле. Фактически, магнитное поле будет расширяться и сжиматься по мере увеличения и уменьшения тока. Изменяющееся магнитное поле вызывает в индукторе напряжение и ток. Это индуцированное напряжение направлено против напряжения питания и называется противо-ЭДС или противо-ЭДС.
Чистый эффект этой обратной ЭДС — противодействовать изменению тока из-за переменного напряжения.Это противодействие току приводит к тому, что напряжение опережает ток на 90 °, как показано на диаграмме ниже:
Индуктивное реактивное сопротивление
Индуктивное реактивное сопротивление — это противодействие переменному току из-за индуктивности в цепи. Единицей измерения индуктивного сопротивления является ом. Формула для индуктивного реактивного сопротивления определяется по формуле:
XL = 2πfL
Где:
XL = индуктивное реактивное сопротивление
f = частота
L = индуктивность
индуктивность | Что такое индуктор?
ИндуктивностьПроводник, по которому проходит ток, создает вокруг себя магнитное поле.Это магнитное поле движется по круговой траектории. Когда тот же проводник наматывается на твердый цилиндрический сердечник, магнитное поле, формирующееся вокруг него, усиливается. Любое изменение скорости протекания тока через этот проводник вызывает изменение магнитного поля, тем самым вызывая напряжение и препятствуя прохождению тока через него. Это свойство катушки называется индуктивностью.
ОпределениеИндуктивность можно определить как свойство любой катушки накапливать энергию, индуцировать напряжение и противодействовать току, протекающему через нее.Он обозначается буквой L, а катушка называется индуктором.
Индуктор
Катушка индуктивности — это пассивный элемент устройства с двумя выводами, который может накапливать энергию в магнитном поле. Индуктивность катушки индуктивности зависит от ее физических свойств и может быть рассчитана по следующей формуле.
Где N — количество витков катушки, µ — ее проницаемость, A — площадь поперечного сечения, а l — длина. Следовательно, индуктивность индуктора увеличивается с увеличением количества витков и площади его поперечного сечения и уменьшается с увеличением его длины.
Единица индуктивностиИндуктивность измеряется в генри (H) по имени американского физика Джозефа Генри. Считается, что индуктор имеет индуктивность в один генри, если в нем индуцируется ЭДС в один вольт, когда ток изменяется равномерно со скоростью один ампер в секунду.
Напряжение-ток отношенияСогласно закону Ома падение напряжения на устройстве определяется выражением V = IR. Где R — постоянная пропорциональности.В случае индуктора это R превращается в L (индуктивность). Учтите, что ток, протекающий через катушку, изменяется с i 1 на i 2 за время t. Напряжение, индуцированное на катушке индуктивности, определяется следующим уравнением:
v = L. (i 1 — i 2 ) / t
v = L. di / dt
Это уравнение говорит, что напряжение на катушке индуктивности равно пропорционально скорости изменения тока, протекающего через него. Практически напряжение на катушке индуктивности не может измениться мгновенно, потому что катушка индуктивности выступил против изменения тока через него.Но напряжение на нем может измениться круто.
Свойства индукторИз приведенного выше уравнения мы можем заключить, что напряжение на катушке индуктивности равно нулю, когда ток, протекающий через нее, является постоянным (di / dt = 0). Следовательно, индуктор действует как короткое замыкание для постоянного тока, когда скорость изменения тока через него постоянна. Также ток через катушку индуктивности не может изменяться мгновенно. Идеальный индуктор никогда не должен рассеивать накопленную энергию. Но практически теряет хранящиеся
Собственная индуктивность Источник: https: // www.nde-ed.orgСамоиндукция — это свойство катушки индуктивности наводить на себя напряжение всякий раз, когда через него протекает ток. Напряжение индуцируется таким образом, чтобы противодействовать прохождению тока через него, и этот процесс индукции, препятствующий прохождению тока через себя, известен как самоиндукция.
Взаимная индуктивность Источник: www.lumenlearning.comВзаимная индуктивность — это свойство индуктора индуцировать напряжение в другом, близком к нему.Это происходит, когда магнитное поле, создаваемое первой катушкой, которая пропускает через нее изменяющийся во времени ток, пересекает другую катушку. Процесс взаимной индукции известен как взаимная индукция.
Важность индуктивности катушки
В этом блоге мы исследуем индуктивность; одно из основных свойств электрической схемы или электронного устройства. Индуктивность определяется как свойство электрической цепи или устройства, которое препятствует изменению тока.Важно отметить, что индуктивность не противодействует току, а скорее противодействует изменению тока, протекающего в цепи.
Единицей индуктивности является генри (Гн), и она зависит от физических свойств цепи, а не от электрических характеристик, поскольку в ней нет тока или напряжения. Кроме того, индуктивность прямо пропорциональна «количеству витков», «площади, окруженной катушкой» и обратно пропорциональна «длине катушки».
Индуктивность обозначается прописной буквой L.Индуктивность (или, точнее, самоиндуктивность) катушки можно найти с помощью следующего уравнения:
Применяемая формула в электрических цепях:
Обзор процесса индуктивностиЧтобы понять процесс индуктивности и принцип его работы, давайте рассмотрим иллюстрированный источник постоянного тока с переключателем и катушкой (рисунок 1). Когда переключатель замкнут, по цепи течет ток. Здесь мы используем поток электронов, показанный красными стрелками, как направление электронов.Когда мы замыкаем переключатель, ток, текущий от батареи, увеличивается в каждой катушке. Принимая во внимание правило большого пальца левой руки, ток течет прочь, а магнитный поток течет против часовой стрелки и расширяется наружу. Принимая во внимание Катушку 1 и Катушку 2, как на рисунке; Поток от катушки 1 проходит через катушку 2, создавая индуцированное напряжение. Закон Ленца и закон Фарадея — два закона, применяемые для понимания этого процесса. Индуцированное напряжение всегда будет создавать поток, противоположный исходному потоку, который его вызвал.Таким образом, наше приложенное напряжение пытается направить ток в катушку, а индуцированное напряжение работает против этого. Он не останавливает ток, он просто замедляет его. Если по закону Ома сила тока будет 10 ампер, он не изменится мгновенно от 0 до 10, вместо этого потребуется некоторое время в зависимости от индуктивности, обеспечиваемой катушкой индуктивности.
Рисунок 1В следующем случае мы попытаемся уменьшить ток, в той же цепи с 10 А, как установлено, магнитный поток связывает все витки в катушке.Когда мы размыкаем переключатель, поток возвращается к исходному проводнику. Движение потока прекращается, когда ток перестает изменяться. Уменьшение магнитного потока на каждом витке катушки проводника вызывает относительное движение между магнитными полями, что приводит к сильному индуцированному напряжению. Действие по уменьшению тока / напряжения до нуля путем удаления приложенного напряжения приводит к непрерывному изменению магнитного потока, который индуцирует напряжение, пытаясь противодействовать причине. Таким образом, схема пытается поддерживать ток, что приводит к задержке в скорости уменьшения тока, а не снижает ее мгновенно.Это называется индуктивным ударом. Происходящий процесс — это просто возвращение энергии обратно в цепь из магнитных полей. Величина индуцируемого напряжения зависит от таких факторов, как величина магнитного потока, количество витков и время.
Разрыв цепи может вызвать очень высокое индуцированное напряжение в катушке, так как время очень короткое, а магнитный поток очень быстро спадает. Если нет пути для прохождения этой энергии, мы можем получить дугу через переключатели или дугу рядом с другими подключенными устройствами, что может вызвать повреждения.Таким образом, настоятельно рекомендуется соблюдать некоторые меры предосторожности при обнаружении характеристик индуктивности в электронных схемах.
Профилактические меры по предотвращению дугового разрядаИндуктивный ток, создаваемый в цепи постоянного тока, имеет высокую силу, когда поток, связанный с катушкой, мгновенно падает. Поэтому важно принять превентивные меры для устранения повреждений, предоставив альтернативный путь для энергии.Например, трансформатор тока является высокоиндуктивным устройством, так как у него много витков катушки, и количество витков катушки имеет большое влияние на генерируемый ток (L = µ N2A / l, где N = кол-во поворотов) .
Рисунок 2: Принцип противодействия ЭДСЕсли амперметр, присоединенный к катушке, как показано на рисунке 2, снимается, пока цепь горячая, цепь с высокой индуктивностью прерывается. Разрыв цепи приводит к схлопыванию потока по виткам катушки, создавая чрезвычайно высокое индуцированное напряжение, которое может вызвать электрическую дугу длиной 4-5 дюймов.Эта электрическая дуга может причинить травму человеку, пытающемуся отключить амперметр от цепи.
Это похоже на шунтирующую обмотку двигателя постоянного тока, которая представляет собой еще одну высокоиндуктивную цепь. Шунтирующий двигатель постоянного тока также удовлетворяет всем характеристикам, которые генерируют высокоиндуктивный ток. Шунтирующий двигатель обычно находится под напряжением, и в другую часть двигателя вносятся изменения, чтобы обеспечить альтернативный путь для протекания индуктивного тока. Это сделано для того, чтобы переключение поля шунта могло вызвать серьезные повреждения и сократить срок службы контактов.Даже в небольших катушках, используемых в схемах ПЛК, возникает обратная подача и некоторые повреждения.
Шунтирующий двигательСамый простой способ устранить повреждение, вызванное током обратной связи, — это подключить резистор к катушке индуктивности. Это обеспечивает путь для индуктора, чтобы управлять энергией, но, когда он находится под напряжением в течение более длительного периода, это может быть неэффективным, поскольку все это время будет иметь место потеря мощности на резисторе. Эту проблему можно решить, включив диод последовательно с резистором, чтобы диод блокировал ток во время нормальной работы.Это снижает рассеиваемую мощность на резисторе. Питание подается через резистор только тогда, когда цепь разомкнута, вызывая индуктивный удар.
Помимо использования одного резистора и последовательной комбинации резистор-диод, конденсатор также может устранить повреждения, вызванные индуктивным током. Энергия, генерируемая во время обратной подачи индуктивного тока, рассеивается в конденсаторе, а оставшийся ток течет обратно от конденсатора к катушке индуктивности, тем самым защищая контакты переключателя, а также любые другие соприкасающиеся устройства.Подводя итог, можно сказать, что индуктивность — это свойство цепи, которая препятствует изменению тока в этой цепи.
До сих пор мы изучили индуктивность, вызванную цепью постоянного тока, но когда мы посмотрим на индуктивность, вызванную переменным током, который непрерывно изменяется во времени, формируется реактивная индуктивность, зависящая не только от индуктивности катушки, но и также от частоты сигнала переменного тока, как показано на рисунке 3.
Рисунок 3Мы надеемся, что это было полезно для вас, как для технического специалиста, или для студента, приступившего к работе.Если у вас есть какие-либо вопросы о программах по электронике или электромеханику, вы можете связаться с одним из наших консультантов по программе по бесплатному телефону 1-888-553-5333 или по электронной почте [email protected].
Как возникает индуктивность? | Схема
В общем случае индуктивность можно охарактеризовать как свойство элемента (или компонента) схемы, благодаря которому энергия может накапливаться в поле магнитного потока.
Однако важной и отличительной особенностью индуктивности является то, что она проявляется в цепи только при переменном токе.Таким образом, хотя компонент схемы может иметь индуктивность в силу своих геометрических и магнитных свойств, его присутствие в цепи не проявляется, если не существует временной скорости изменения тока.
Соотношение текущего напряжения, включающее составляющую индуктивности, определяется как:
Приведенное выше уравнение описывает ситуацию, в которой напряжение на элементе (или компоненте) пропорционально скорости изменения тока через него во времени.Константа пропорциональности L представляет собой самоиндукцию или просто индуктивность компонента и измеряется в генри (сокращенно H).
Напряжение v в уравнении. (1.10) представляет собой падение напряжения в направлении тока и может рассматриваться как противодействие увеличению тока. На рис. 1.11 схематически изображена индуктивность и связанное с ней опорное направление для полярности тока и напряжения. Любой компонент схемы, который проявляет свойство индуктивности, называется индуктором.
Катушка индуктивности — это компонент схемы, который противодействует изменению тока, протекающего через нее, и индуцирует напряжение, когда ток, протекающий через нее, изменяется по величине и / или направлению.
В случае индуктора ток не изменяется мгновенно. Он обеспечивает высокое сопротивление переменному току, но очень низкое сопротивление постоянному току, т. Е. Блокирует сигнал переменного тока, но пропускает сигнал постоянного тока.
Кусок провода или проводник любого типа имеет индуктивность, то есть свойство противодействовать изменению тока через него.При намотке провода индуктивность увеличивается как квадрат количества витков. Индуктивность обозначается заглавной английской буквой L и измеряется в генри.
Специально изготовленные компоненты, состоящие из спиральной медной проволоки, называются индукторами. Катушки индуктивности бывают двух типов: с воздушным сердечником (намотанные на цветные металлы) и с железным сердечником (намотанные на ферритовые сердечники). Катушки индуктивности различаются по номиналу от крошечных (несколько витков катушек с воздушным сердечником 0,1 мкГн, используемых в высокочастотных системах) до дроссельных катушек с железным сердечником 50 Гн или более для низкочастотных приложений.Обозначения катушек индуктивности с воздушным сердечником и железным сердечником приведены на рис. 1.12 (а) и 1.12 (б) соответственно.
Переменные индукторы:
Для некоторых приложений требуются переменные, а не фиксированные индукторы. Для настройки схем, фазового сдвига и переключения полос в усилителях иногда требуется переменная индуктивность. Такие индукторы могут быть изготовлены по-разному. На рис. 1.12 показано, как изменяется индуктивность в нескольких коммерческих элементах.
Индуктор, показанный на рис.1.12 (c) можно изменить, переключая от одного ответвления на катушке к другому. На рис. 1.12 (d) используется подвижный сердечник. Чем больше сердечника вставляется в катушку, тем больше индуктивность. Путем соответствующего изменения расстояния между обмотками катушки можно получить относительно линейное изменение индуктивности с введением сердечника.
Basic Electronics — Считывание значения индуктивности и допуска
Мы уже узнали о работе с индукторами, их типах и применении. В предыдущей статье мы ранее обсуждали выбор индуктора для конкретной схемы или приложения.При выборе правильного индуктора важно знать о считывании пакетов индуктора. Есть много типов индукторов разных размеров. На упаковке индукторов большого размера часто печатаются важные технические характеристики. Индукторы среднего и малого размера обычно используют числовые или цветовые коды для обозначения их технических характеристик.
Большинство катушек индуктивности имеют номинальную индуктивность в диапазоне Микро-Генри или Милли-Генри. Помимо значения индуктивности, еще одной важной спецификацией, отмеченной на большинстве корпусов индукторов, является допуск.Для получения других спецификаций инженерам необходимо обращаться к таблицам данных, предоставленным конкретным продавцом. Пакеты индукторов имеют следующие системы числовой и цветовой кодировки для обозначения номинального значения и допуска —
. Цифровое кодирование
Это наиболее распространенный тип системы кодирования, используемый производителями. В этой системе значение индуктора печатается в виде буквенно-цифрового кода, состоящего из цифр и букв. Это трех- или четырехбуквенный код, обозначающий индуктивность в Micro-Henry.Первые две цифры указывают значащие цифры значения индуктивности, а третья цифра указывает множитель. Четвертая буква — это всегда алфавит, обозначающий допуск в соответствии со следующей таблицей:
4-полосное цветовое кодирование
Например, если на катушке индуктивности напечатан числовой код 102K, это означает, что она имеет индуктивность 1000 микрогенри или 1 миллигенри с допуском 10 процентов.
Другой популярный метод, используемый производителями для указания номинального значения и допуска, — это цветовое кодирование.Этот тип системы кодирования предпочтителен для индукторов, которые поставляются в аксиальных или радиальных корпусах, таких как формованные индукторы. Цветовая кодировка может быть 4-х или 5-ти полосной. Цветные полосы печатаются рядом с одним концом индуктора, откуда полосы последовательно считываются. В четырехполосных цветовых кодах первые две полосы указывают значащие цифры значения индуктивности, а третья полоса указывает множитель. Значение индуктивности выражается в микрогенри. Четвертая полоса указывает на допуск. Следующая таблица может декодировать 4-полосный код:
5-полосная цветовая кодировка
Например, если катушка индуктивности имеет цветовую кодировку с первой полосой — желтой, второй — фиолетовой, третьей полосой — коричневой и четвертой — черной, тогда индуктор имеет номинальное значение. 470 мкГн и допуск 20 процентов.
5-полосная цветовая кодировка используется на радиальных литых индукторах, которые используются в качестве военных радиочастотных индукторов. В этих индукторах первая полоса всегда серебряная, что указывает на то, что индуктор предназначен для использования в военных приложениях. Вторая и третья полоса указывают значащие цифры значения индуктивности, а четвертая полоса указывает множитель. Значение индуктивности выражается в микрогенри. Пятая полоса указывает на допуск. Эти катушки индуктивности могут иметь допуск до 1 процента.Следующая таблица может декодировать 5-полосный код:
Например, если на литой катушке индуктивности напечатан 5-полосный цветовой код, например, первая — это двойная серебряная полоса, вторая полоса — синяя, третья полоса — зеленая, четвертая полоса — коричневая, а пятая — полоса красный, значит, это военный радиочастотный индуктор с номинальной индуктивностью 650 микрогенри с допуском 2%.
Коды индукторов для поверхностного монтажа
В индукторах для поверхностного монтажа или в микросхемах индуктивности используются цветные точки вместо цветных полос.Обычно есть три точки, которые читаются по часовой стрелке сверху. Первые две точки указывают значащие цифры значения индуктивности, а третья точка указывает множитель. Значение индуктивности получено в Nano Henry. Значение индуктивности декодируется в соответствии с цветовым кодированием 4-полосной системы. Если на катушке индуктивности микросхемы есть одна точка, это означает, что ее техническое описание должно определять значение и допуск катушки индуктивности.
Цветовые коды РЧ-индукторов
РЧ-индукторы также имеют свое значение индуктивности, указанное точками.Эти индукторы похожи на индукторы SMD, но меньше по размеру. Если на РЧ-индукторе есть одна точка, это означает, что значение индуктивности и допуск могут быть определены в таблице данных индуктора. Если есть три точки, две точки лежат на одном конце, а одна точка печатается на другом конце. Две точки читаются сверху вниз и указывают значащие цифры значения индуктивности. Единственная точка на другом конце указывает множитель. Значение индуктивности получено в Nano Henry.Цветовое кодирование соответствует схеме кодирования 4-полосной системы.
Итак, теперь вы можете узнать индуктивность и допуск любого дросселя, доступного в любом корпусе. Просто определите значение требуемой индуктивности и допуска и выберите правильный индуктор.