Расчет индуктивности на ферритовом стержне.
- Информация о материале
- Просмотров: 15711
В отличии от тороидальной индуктивности на ферритовом кольце, магнитный поток катушки на ферритовом стержне не замкнут целиком внутри феррита и каждая силовая линия проходит и по ферритовому стержню и по воздуху, поэтому расчет такой катушки представляет довольно сложную задачу. Индуктивность зависит от:
- магнитной проницаемости ферритового стержня и его размеров;
- размеров самой катушки;
- взаимного соотношения размеров катушки и стержня;
- положения катушки относительно центра стержня.
Расчет индуктивности катушки на ферритовом стержне основан на определении относительной эффективной проницаемости стержня.
| μe = Lf / Lair = (1 + x) / (1 / k + x / μfe ) | [1] |
,где Lf / Lair — отношение индуктивности катушки с ферритом к индуктивности той же катушки без феррита, а коэффициенты x, k и μfe вычисляются по следующему алгоритму:
- l’ = lc + 0.45 d
- φ_φmax ≈ 1 / [ 1 + { ( ( lf — lc ) / df )1.4 } / ( 5 μ ) ];
- Canf = 0.5 π ε0 ( lf — lc ) / [ ln { 2 ( lf + df) / df } — 1 ];
- k = [ (φ_φmax Canf / ε0 ) + 2 df ] / 2 dc
- x = 5.
1 [ l’ / dc ] / [1+ 2.8 ( dc / l’ )]; - μfe = ( μ -1) ( d
1 [ l’ / dc ] / [1+ 2.8 ( dc / l’ )];где ε0 = 8,8542*10-12 Ф/м — электрическая постоянная, μ — начальная магнитная проницаемость материала стержня. Основные размеры в метрах, обозначения понятны из рисунка:
Немного теории обосновывающей этот алгоритм.
- Можно считать что воздушная катушка имеет магнитную цепь состоящую из двух частей. Снаружи катушки и внутри нее. Они отличаются плотностью силовых линий и магнитным сопротивлением. Если магнитное сопротивление внутренней части магнитной цепи выше, чем наружной части (а это так, поскольку ее площадь поперечного сечения намного меньше), тогда применение феррита уменьшает это сопротивление и имеет эффект увеличения индуктивности. Это отношение двух частей магнитных сопротивлений магнитной цепи воздушной катушки обозначено в основной формуле как
- Параметр μfe учитывает случай, когда обмотка не плотно прилегает к стержню, т.е. между стержнем и обмоткой существует радиальный зазор.
- Параметр Canf учитывает влияние частей стержня, которые выступают за пределы катушки. Эти части уменьшают магнитное сопротивление внешней части магнитной цепи и также увеличивают индуктивность.
- Параметр φ_φmax учитывает конечное магнитное сопротивление феррита. Этот параметр, наряду с параметром Canf используется для расчета коэффициента k из основного уравнения [1]
При смещении катушки относительно стержня индуктивность катушки уменьшается, это обстоятельство учитывается с помощью поправочного коэффициента K:
K = -440.9943706*sh8+1318.707293*sh7 -1604.5491034*sh6+1021. | [2] |
,где
- sh — относительное смещение = смещение s деленное на половину длины сердечника [sh = s / ( lf / 2 )].
Эта формула получена методом регрессионного анализа и справедлива при s = 0,05 — 0,75
В итоге индуктивность катушки на ферритовом стержне определяется по следующей формуле:
| L(мкГн) = μ | [3] |
Индуктивность катушки «воздушным» сердечником Lair рассчитывается по алгоритму расчета однослойной катушки с учетом шага намотки. Длину намотки можно определить по следующей формуле:
| lc = N * p + dw | [4] |
,где
- N — число витков.
- dw — диаметр провода.
Алгоритм имеет следующие ограничения в расчетах:
- шаг намотки не может превышать удвоенного диаметра провода;
- диаметр катушки не может быть больше удвоенного диаметра стержня;
- длина намотки должна быть меньше 3/4 длины стержня;
- длина стержня должна быть не менее чем в 12 раз больше его диаметра;
- при смещении катушки она не должна доходить до края стержня на 1/8 его длины;
- начальная магнитная проницаемость стержня должна быть больше 100;
Также как и в дросселе на ферритовом кольце с немагнитным зазором, при больших значениях начальной магнитной проницаемости стержня его эффективная магнитная проницаемость слабо зависит от начальной и составляет величину не более нескольких десятков.
В версиях плагина ferrite.coi ниже 0.3 использовалась методика расчета, предложенная В.
И. Хомичем в книге «Ферритовые антенны МБР-721 1989г.» Как оказалось, эта методика дает ошибочный результат расчета. В плагине версии от 0.3 до 11.2 применялась методика по ссылке [2]. Эта методика также не согласуется с реальными измерениями. Расчет изложенный в этой статье основан на работе Алана Пейна G3RBJ (см ссылку [1]). Расчет идет по формулам [1],[2], [3] и [4] методом итераций. Расчет реализован в плагине версии
Кроме того, вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором катушки на ферритовом стержне.
Источник:
- http://g3rbj.co.uk/wp-content/uploads/2014/06/Web-The-Inductance-of-Ferrite-Rod-Antennas-issue-3.pdf
- http://makearadio.com/tech/files/Ferrite_Rod_Inductance.pdf
Особая благодарность Андрею Васильевичу Каинову за конструктивную помощь и соавторство в разработке методики расчета.
Добавить комментарий
Добротность катушки на ферритовом или карбонильном (из распылённого железа) сердечнике
Продолжаем тему ожесточённой борьбы за параметр добротности катушек индуктивности.
В центральной завязке сюжета давайте сделаем весьма вольное, но не оскорбительное допущение — ферритами мы будем называть как, собственно, сами ферриты, так и сердечники из карбонильного (распылённого) железа. Так просто удобней и доступнее для восприятия.
В первом приближении можно считать, что однослойная тороидальная катушка — это ничем не примечательное моточное цилиндрическое изделие, свёрнутое в бублик.
Как добиться максимальной добротности от такой катушки без ферритовых излишеств, мы порассуждали на прошлой странице.
Ясен хулахуп, что добавление ферритового кольца внутрь нашего бублика в определённое количество раз увеличит индуктивность катушки.
Для того, чтобы понять, сколько это выйдет в попугаях, приведу упрощённую формулу, описывающую зависимость необходимого количества
витков катушки W от значения индуктивности L и магнитной
проницаемости µ ферритового кольца, на которое нанесена обмотка :
W=K*√L/μ, где
Что даёт нам эта формула? А даёт она нам наглядное понимание того, что для получения значения индуктивности на феррите, такой же, как и в катушке без сердечника нам потребуется в √µ меньшее количество витков. Т.е. для катушек, намотанных на радиочастотных магнитопроводах с начальной магнитной проницаемостью 5 — 75, экономия на длине провода составит величину ≈ 2 — 9 раз.
Казалось бы, здорово: тёплая ночь, красота за окном, девки поют, пазлы складываются в изящную картинку — примерно в такое же количество раз
должна возрасти и добротность нашего изделия.
А вот и нет! Необратимые потери в сердечнике на вихревые токи, перемагничивание (гистерезис), поглощение в веществе изрядно подпортят
так хорошо начинавшуюся песню.
Потери эти обычно характеризуются понятием тангенса угла магнитных потерь tanδ вещества.
Эта безразмерная величина может быть представлена в следующем виде: tanδ = μ»/μ’, где
μ’ — является начальной магнитной проницаемостью феррита в привычном понимании этого слова, а
μ» — некая величина, называемая мнимой частью магнитной проницаемости, определяет потери феррита.
А решив покопаться в архивах старинных справочников, есть шанс наткнуться и на до боли простую формулу Q=1/tanδ, что выдаёт нам в сухом остатке значение добротности, определяемое влиянием потерь в ферритовом сердечнике: Q = μ’/μ».
По-хорошему, совсем не лишним было бы учесть потери, которые возникают на ВЧ и в проводах катушек (см. предыдущую страницу). Однако, учитывая уменьшившееся в несколько раз активное сопротивление провода, можно сделать робкий вывод, что основной вклад в добротность будут вносить всё ж таки именно потери ферромагнитного сердечника.
Параметр μ» иногда публикуется производителями в виде графика зависимости от частоты, называемого магнитным спектром феррита… А иногда не публикуется…
Фирма TDK, к примеру, радует глаз радиолюбителя разнообразием цветов и полнотой информации.
А вот, казалось бы — известный американский производитель Amidon™ Inc., весьма почитаемый в кругах отечественных богомольцев,
для своих ферритов публикует магнитные спектры, а для сердечников на распылённом железе отправляет пытливый ум разработчика в полный игнор.
Полную информацию по всему ассортименту Amidon-овских ферритов можно найти на официальном сайте на странице http://www.amidoncorp.com/specs/.
И «куда деваться бедному еврею?» при желании намотать высокодобротную катушку на карбониле?
И бедному еврею, и богатому, и даже вообще не еврею — придётся сделать выбор:
— либо для приложений с малым уровнем сигнала мотать изделие на феррите с нормированным уровнем магнитных потерь,
— либо для радиочастотных цепей с высокими уровнями мощности, остановить свой выбор на сердечнике из распылённого железа,
выбирая его габариты, исходя из принципа гарантированной работы, далёкой от области насыщения материала, а номер смеси — исходя из частот,
рекомендованных производителем.
Ниже приведу список ферритовых колец Amidon, отлично себя зарекомендовавших, при использовании в высокодобротных резонансных схемах.
| Тип материала | Начальная проницаемость | Частоты для резонансного применения, МГц |
| 33 | 800 | 0. 01 to 1 MHz |
| 43 | 850 | 0.01 to 1 MHz |
| 61 | 125 | 0.2 to 10 MHz |
| 64 | 250 | 0.5 to 4 MHz |
| 67 | 40 | 10 to 80 MHz |
| 68 | 20 | 80 to 180 MHz |
| 73 | 2500 | 0.001 to 1 MHz |
| 77 | 2000 | 0.001 to 2 MHz |
| 83 | 300 | 0. 001 to 5 MHz |
| F | 3000 | 0.001 to 1 MHz |
| J | 5000 | 0.001 to 1 MHz |
| K | 290 | 0.1 to 5 MHz |
| W | 10000 | 0.001 to 0.25 MHz |
| H | 15000 | 0.001 to 0.15 MHz |
Делаем выдох и наклон в сторону карбонильных сердечников.
По большому счёту — сердечники из распылённого железа ассоциируются производителем в качестве оптимального материала для применения
в силовых устройствах (сглаживающих дросселях, дифференциальных сетевых фильтрах, высокочастотных преобразователях и т.
д.).
Поэтому данные, приводимые в документации, связаны в основном с мощностными, т. е. малоинтересными для данной темы
характеристиками.
А поскольку мы знаем, что катушки, намотанные на подобных магнитопроводах, обладают вполне себе приличными значениями добротности,
то исходить придётся из значений магнитной проницаемости материалов и частотных характеристик, приведённых ниже.
При выборе рабочего частотного диапазона материала следует задаваться величиной допустимого отклонения магнитной кривой — ± 10%.
Ну и на основании приведённого графика давайте нарисуем доморощенную таблицу, описывающую частотные характеристики сердечников из распылённого железа.
| Номер смеси | Начальная проницаемость | Диапазон частот, МГц | Цветовая маркировка |
| -2 | 10 | 0. 1 to 100 MHz |
Красный |
| -8 | 35 | 0.1 to 100 MHz | Жёлтый/красный |
| -14 | 14 | 0.1 to 100 MHz | Чёрный/красный |
| -18 | 55 | 0.1 to 20 MHz | Салатовый/красный |
| -19 | 55 | 0.1 to 10 MHz | Красный/салатовый |
| -26 | 75 | 0.1 to 0.4 MHz | Жёлтый/белый |
| -30 | 22 | 0. 1 to 10 MHz |
салатовый/серый |
| -34 | 33 | 0.1 to 6 MHz | Серый/голубой |
| -35 | 33 | 0.1 to 4 MHz | Жёлтый/серый |
| -40 | 60 | 0.1 to 0.4 MHz | Салатовый/жёлтый |
| -45 | 100 | 0.1 to 1 MHz | Чёрный |
| -52 | 75 | 0.1 to 1 MHz | Салатовый/голубой |
А теперь для нашего друга из солнечного Биробиджана прозвучит ритмически захватывающая поп-композиция «Частотные
диапазоны работы карбонилов, не вошедших в предыдущую таблицу».
Основным критерием выбора данных диапазонов является достижение
максимального значения добротности намоточного изделия.
Ну и хватит о грустном. Подведём итог вышерассказанной истории: «Как намотать высокодобротную катушку на ферритовом кольце?».
1. Обмотка должна быть однорядной, как можно более толстым (в пределах разумного) проводом.
2. Для цепей с малым уровнем сигнала лучшим выбором являются ферритовые кольца, так как имеют в данном режиме
нормированный уровень магнитных потерь.
Кстати, отечественные кольца 50ВЧ2, 30ВЧ2 прекрасно работают во всём КВ диапазоне, и мало чем уступают Амидоновским
ферритам.
3. Для радиочастотных цепей с высокими уровнями мощности — ничего не остаётся, как использовать сердечники из
распылённого железа, чутко подбирая типоразмеры колец. Чем дальше будет режим работы магнитопровода от области насыщения материала —
тем выше будет добротность катушки!
Ну и напоследок, с благодарностью автору, ознакомимся с весьма полезной для широкого круга радиолюбителей информацией от уважаемого
постояльца форума cqham.
ru — LY1SD:
«Иногда возникают вопросы по Qxx (добротность в режиме холостого хода) контуров на карбонильных кольцах от AMIDON.
При проверке на Q-метре выяснено, что на тороидальных карбонильных сердечниках от amidon или советских ферритовых торах 20-50ВЧ Qхх очень мало зависит от диаметра провода, поэтому достаточно использовать провод толщиной не более 0,5мм.
Пример:
Кольцо Т50-6 (жёлтое, μ=8, D=12,7мм), провод ПЭЛШО 0,35, W=24 витка, L=2,82мкГн.
С проводом ПЭВ-2 0,5 добротность несколько выше, но не на много.
Результат измерений:
| Ёмкость конденсатора | Добротность контура Qxx | Резонансная частота |
| 25 пФ | 170 | 18,5 Мгц |
| 50 пФ | 205 | 13,3 Мгц |
| 100 пФ | 220 | 9,42 Мгц |
| 150 пФ | 220 | 7,72 Мгц |
| 200 пФ | 210 | 6,73 Мгц |
| 250 пФ | 205 | 6,05 Мгц |
| 300 пФ | 200 | 5,54 Мгц |
| 350 пФ | 200 | 5,14 Мгц |
| 400 пФ | 195 | 4,82 Мгц |
| 450 пФ | 190 | 4,56 Мгц |
Зато на кольце Т106-6 (жёлтое, D=27мм) пробная обмотка L=3,96мкГн (17 витков) проводом ПЭВ-2 1,0мм дала добротность более 400 при ёмкостях 100-400пФ!
| Ёмкость конденсатора | Добротность контура Qxx | Резонансная частота |
| 25 пФ | 240 | 15,7 Мгц |
| 50 пФ | 325 | 11,4 Мгц |
| 100 пФ | 400 | 8,25 Мгц |
| 150 пФ | 415 | 6,65 Мгц |
| 200 пФ | 420 | 5,6 Мгц |
| 250 пФ | 420 | 5,25 Мгц |
| 300 пФ | 415 | 4,78 Мгц |
| 350 пФ | 410 | 4,44 Мгц |
| 400 пФ | 400 | 4,16 Мгц |
| 450 пФ | 395 | 3,94 Мгц |
Как видим, изменение Qxx от изменения ёмкости переменника выглядит совершенно иначе, чем с простой соленоидной (в виде пружины)
катушкой без сердечника.
Сразу бросается в глаза то, что Qxx максимальна не при минимальной ёмкости, как у простой катушки.
И также видно, что Qxx сохраняется высокой при максимальной ёмкости переменника.
Из вышесказанного можно сделать вывод 1, что если использовать маленький переменник с небольшой максимальной ёмкостью
(например, 10/50пФ, или 10/100пФ), то поддиапазоны можно переключать постоянными конденсаторами, не трогая катушки и запросто
перекрыть без потерь Qxx весь КВ-бенд, переключая эти конденсаторы.
Маленький переменник в пределах поддиапазонов обеспечит плавную и точную настройку.
Вывод 2 — можно не стремиться к маленьким ёмкостям контура, так как Qxx катушек на карбонильных кольцах максимальна не при малых
контурных ёмкостях. Это значит, что при таких больших ёмкостях контура изменение ёмкости переходов транзистора (а также других
паразитных ёмкостей) при изменении его режимов будет мало сказываться на стабильности частоты, так как ёмкость контура на 1-2
порядка больше, чем все указанные ёмкости».
Индуктивные ферриты » Примечания по электронике
Подробная информация о ферритах и их технологиях, используемых в качестве материала сердечника для многих катушек индуктивности и трансформаторов.
Катушки индуктивности Включает:
Типы катушек индуктивности
Характеристики индуктора
Как выбрать правильный индуктор
Ферриты
Ферритовые бусины
Трансформаторы, виды, применение
Ферриты являются одним из основных материалов сердечников, используемых в катушках индуктивности и трансформаторах.
Дроссель ферритовый используется для обеспечения увеличения проницаемости среды вокруг катушки для увеличения индуктивности индуктора.
Ферритышироко используются в технологии индукторов для улучшения характеристик индуктора.
Что такое феррит?
Ферриты в основном представляют собой магнитный материал на основе железа в форме керамики.
изготавливаются из порошка, поэтому ферритовые сердечники, используемые в катушках индуктивности и других устройствах, могут быть изготовлены в различных формах в соответствии с требованиями.
Ферриты, или, как их еще называют, ферромагнитные материалы, можно разделить на две категории в зависимости от их коэрцитивной магнитной силы или стойкости внутреннего магнетизма:
- Мягкие ферриты: Мягкие ферриты — это ферритовые материалы, способные легко менять полярность своей намагниченности без значительных затрат энергии на изменение магнитной полярности. Это означает, что имеет место лишь относительно небольшая потеря энергии.
Мягкие ферриты также обладают высоким электрическим сопротивлением, поэтому при использовании в катушках индуктивности и трансформаторах потери на вихревые токи также малы.
Мягкие ферриты часто изготавливают из смеси оксидов железа, никеля, цинка или марганца. Марганцево-цинковые и никель-цинковые магниты являются наиболее распространенными из мягких ферритовых магнитов.
Благодаря своему высокому сопротивлению мягкие ферриты широко используются в сердечниках катушек индуктивности или трансформаторов, поскольку они приводят к минимальным потерям энергии.Как правило, мягкими ферритами считаются те, которые имеют коэрцитивную силу менее 1 кА·м.
- Твердые ферриты: Твердые ферриты также могут называться постоянными магнитами. Они сохраняют полярность своей намагниченности после удаления намагничивающего поля, т. е. имеют высокий уровень остаточной намагниченности.
Твердые ферритовые магниты обычно изготавливаются из оксидов бария, железа или стронция. Они дешевы в производстве и являются магнитами, которые используются в самых разных приложениях, но чаще всего их можно увидеть в таких приложениях, как стандартные бытовые магниты (например, кухонные магниты).
Обычно твердыми ферритами считаются ферриты с уровнем коэрцитивной силы более 10 кА/м.
Благодаря своему высокому сопротивлению мягкие ферриты широко используются в сердечниках катушек индуктивности или трансформаторов, поскольку они приводят к минимальным потерям энергии. Ферриты обычно представляют собой химически инертные керамические материалы на основе железа.
Как правило, они имеют химическую структуру формата XFe2O4, где X — переходный материал.
| Переходные металлы, используемые в ферритах | |
|---|---|
| Название металла | Металлический символ |
| Кобальт | Со |
| Медь | Медь |
| Марганец | Мн |
| Магний | мг |
| Никель | Ni |
| Цинк | Цинк |
Для производства ферритов, используемых в катушках индуктивности и других устройствах, силы металлов смешиваются в пропорциях, затем измельчаются до требуемого размера зерна, а затем прессуются в форму.
Спекание предполагает нагрев материала примерно до температуры от 1150°C до 1300°C.
Спекание — это процесс, при котором порошкообразный керамический материал помещается в форму для придания ему необходимой формы, а затем нагревается до температуры ниже точки плавления материала.
Обнаружено, что атомы в частицах порошка диффундируют через границы частиц, так что частицы сплавляются друг с другом. Таким образом создается цельный элемент.
Спеченный ферритовый сердечник индуктора может потребовать дополнительной обработки — его можно отшлифовать, чтобы получить очень плоскую поверхность в ситуациях, когда требуется сопряжение половинок сердечника. Здесь необходимы плоские поверхности, чтобы воздушные зазоры в катушках индуктивности или трансформаторах и т. д. были как можно меньше.
Готовый ферритовый материал содержит тысячи мелких кристаллов или зерен. Обычно они имеют диаметр около 10 мкм. Внутри каждого зерна или кристалла есть еще много более мелких магнитных доменов, которые после нагревания могут иметь случайную ориентацию. При приложении внешнего поля эти домены будут ориентироваться в одном направлении.
Ферритовая проницаемость
Есть много важных параметров, когда феррит используется в катушке индуктивности. Однако главным параметром феррита индуктора является проницаемость.
Уровень проницаемости феррита индуктора позволяет индуктору иметь гораздо большую индуктивность, чем если бы использовался только воздушный сердечник.
Проницаемость ферритов, используемых в катушках индуктивности, значительно различается между различными типами ферритов. Они могут иметь уровни проницаемости от 20 до более чем 15 000, хотя некоторые очень специализированные уровни могут быть выше.
Потери в ферритовом сердечнике катушки индуктивности
Одним из основных параметров, представляющих интерес для инженеров-электронщиков, использующих ферриты в катушках индуктивности, являются потери в сердечнике, которые они демонстрируют, и их частотная зависимость.
Потери в сердечнике ферритового сердечника можно выразить следующим образом:
Pc = Ph + Pe + Pr
Где:
Pc = общие потери в сердечнике
Ph = потери на гистерезис
Pe = потери на вихревые токи
Pr = остаточные потери
Установлено, что потери на гистерезис линейно возрастают с увеличением частоты и потока.
Потери на вихревые токи экспоненциально возрастают с увеличением частоты и потока. Однако обнаружено, что гистерезисные потери являются доминирующими потерями в сердечнике до частоты, определяемой характеристиками сердечника. Выше преобладают потери на вихревые токи.
Для улучшения высокочастотных характеристик размер зерна, используемого при подготовке феррита, используемого для индуктора, должен быть небольшим, а также используемая смесь не должна содержать примесей.
Другие электронные компоненты:
Резисторы
конденсаторы
Индукторы
Кристаллы кварца
Диоды
Транзистор
Фототранзистор
полевой транзистор
Типы памяти
Тиристор
Соединители
ВЧ-разъемы
Клапаны/трубки
Батареи
Переключатели
Реле
Технология поверхностного монтажа
Вернуться в меню «Компоненты». . .
Катушка индуктивности с ферритовым сердечником – использование, области применения и характеристики
Катушка индуктивности представляет собой электронный компонент, накапливающий электрическую энергию в магнитном поле при прохождении электрического тока.
Их изготавливают с помощью изолированного провода, смотанного в катушку. Когда электричество течет в эту катушку слева направо, магнитное поле генерируется в направлении по часовой стрелке. Следовательно, катушки индуктивности противодействуют любому изменению тока, проходящего через них.
Обычно на рынке представлены катушки индуктивности трех типов:
- Катушки с воздушным сердечником
- Катушки индуктивности со стальным сердечником
- Катушки индуктивности с ферритовым сердечником
Катушки индуктивности с воздушным и железным сердечником имеют низкую индуктивность, работу с минимальной частотой и более высокие потери. Однако индукторы с ферритовым сердечником имеют фиксированное значение, высокую магнитную проницаемость и высокую индуктивность. Поэтому катушки индуктивности с ферритовым сердечником популярны и считаются лучшим способом избежать этой проблемы.
В этой статье мы поделимся с вами важной информацией о катушках индуктивности с ферритовым сердечником, их характеристиках и применении.
Что такое индуктор с ферритовым сердечником?
Катушки индуктивности с ферритовым сердечником внутри катушки представляют собой катушки индуктивности с ферритовым сердечником. Когда эти твердые металлические сердечники используются в индукторах, изменяющееся магнитное поле проявляет большие вихревые токи из-за электропроводности металла. Эти токи циркулируют внутри индукторов вместе с замкнутым контуром электрического тока.
Катушки индуктивности с ферритовым сердечником используются в ряде приложений электрических цепей, включая преобразование энергии, широкополосную связь и подавление помех.
При использовании ферритовых сердечников в катушках индуктивности необходимо учитывать следующее:
- Высокое насыщение
- Высокое сопротивление
- Меньше потерь
- Устойчивость к температуре
- Свойства материала
Почему мы используем индуктор с ферритовым сердечником?
Использование ферритовых сердечников в катушках индуктивности помогает улучшить характеристики катушек индуктивности за счет обеспечения высокой проницаемости катушки.
Это приводит к увеличению их магнитного поля и индуктивности. Обычно уровень проницаемости катушек индуктивности с ферритовым сердечником находится в диапазоне от 1400 до 15000, в зависимости от типа используемого ферритового материала. Таким образом, катушки индуктивности с ферритовым сердечником обладают большей индуктивностью по сравнению с другими катушками индуктивности с воздушными сердечниками.
Катушки индуктивности также являются основным типом пассивных элементов линейных цепей, помимо конденсаторов и резисторов. Они вносят свой вклад в производство электронных схем высшего качества. Поэтому мы предпочитаем использовать их другим.
Потери катушки индуктивности с ферритовым сердечником
Инженеры-электронщики предпочитают использовать катушки индуктивности с ферритовым сердечником из-за потерь, которые они демонстрируют, и их зависимости от уровней частоты. Потери на вихревые токи в катушках индуктивности увеличиваются экспоненциально, в то время как потери на гистерезис увеличиваются линейно с увеличением частоты и потока.
Из двух потерь в сердечнике гистерезисные потери являются преобладающими, но до уровня частоты, который зависит от характеристик сердечников, за пределами которого преобладают потери на вихревые токи.
Характеристики катушек индуктивности с ферритовым сердечником
- В катушках индуктивности с ферритовым сердечником ток проходит для создания магнитного поля, а изменение магнитного поля приводит к прохождению противоположного тока.
- Они преобразуют электрическую энергию в магнитную энергию и хранят в себе эту энергию.
- Они позволяют постоянному току (постоянному току), но не переменному току (переменный ток) проходить через них на более высоких частотах.
- High Quality Factor — материал с низкими потерями в сердечнике; структура ферритового сердечника с зазором
- Рабочие характеристики при изменении температуры — Тщательно контролируемая µi (начальная проницаемость) в зависимости от температуры
- Минимальное поле рассеяния — использование тороидального или горшкового сердечника
- Высокая индуктивность — достигается за счет использования ферритовых материалов с высокой проницаемостью
Применение катушек индуктивности с ферритовым сердечником
- Катушки индуктивности с ферритовым сердечником можно использовать в катушках, работающих в диапазоне частот от AF до 100 МГц
- Могут использоваться в силовых трансформаторах, работающих в низкочастотном диапазоне от 1 до 200 кГц
- Могут использоваться как на средних, так и на высоких частотах
- Могут использоваться в коммутационных цепях
- Их можно использовать в Pi Filters
- Их также можно использовать в ферритовых стержневых антеннах, предназначенных для приемников средних волн
- Телекоммуникации являются крупнейшим и наиболее важным сегментом помимо связи, развлечений, управления и других отраслей
- Синфазные катушки индуктивности в компонентах системы кондиционирования или источника питания
- Предотвращение проникновения синфазного шума, создаваемого оборудованием, в другие схемы
Заключение
Катушки индуктивности с ферритовым сердечником — это правильный выбор, который можно использовать для различных электрических требований.
