Site Loader

Содержание

Катушка индуктивности — презентация онлайн

1. Тема: катушка индуктивности

ТЕМА: КАТУШКА
ИНДУКТИВНОСТИ
Работ у выполнила
Ст удентка 1 курса,
колледжа Агро технологий
и бизнеса
спец. «Ветеринария»
Шурыгина А лександра.

2. Что такое индуктивность?

ЧТО ТАКОЕ ИНДУКТИВНОСТЬ?
Индуктивность
(или коэффициент самоиндукции) —
коэффициент пропорциональности между
электрическим током, текущим в каком-либо замкну том
конт уре, и магнитным потоком, создаваемым этим током
через поверхность, краем которой является этот конт ур.
В формуле:
o Через индуктивность выражается ЭДС самоиндукции в
конт уре, возникающая при изменении в нём тока:

3. Из этой формулы следует, что индуктивность численно равна ЭДС самоиндукции (в вольтах), возникающей в контуре при изменении

ИЗ ЭТО Й Ф О Р МУЛЫ С ЛЕ ДУ Е Т, ЧТО ИН ДУ К Т ИВ Н ОСТ Ь ЧИС ЛЕ Н Н О
РА В Н А ЭДС С А МО ИН ДУ К ЦИИ ( В В ОЛЬТА Х ) , В О З Н ИК А ЮЩЕЙ В
КО Н Т УР Е ПР И ИЗ М Е Н Е НИИ С ИЛЫ ТО К А Н А 1 А З А 1 С .
o При заданной силе тока
индуктивность определяет энергию
магнитного поля, создаваемого
этим током
Где:
W – энергия магнитного поля
L — индуктивность
I – сила тока
Катушка индуктивности

винтовая, спиральная или винтоспиральная кат ушка из
свёрну того изолированного проводника, обладающая
значительной индуктивностью при относительно
малой ёмкости и малом активном сопротивлении. Как
следствие, при протекании через кат ушку
переменного электрического тока, наблюдается её
значительная инерционность.

6. Свойства катушки индуктивности

СВОЙСТВА КАТ УШКИ ИНДУКТИВНОСТИ
Скорость изменения тока через катушку
ограничена и определяется индуктивностью
катушки.
Сопротивление (модуль импеданса) катушки растет
с увеличением частоты текущего через неё тока.
Катушка индуктивности при протекании тока
запасает энергию в своём магнитном поле. При
отключении внешнего источника тока катушка
отдаст запасенную энергию, стремясь поддержать
величину тока в цепи. При этом напряжение на
катушке нарастает, вплоть до пробоя изоляции или
возникновения дуги на коммутирующем ключе.
Кат ушка индуктивности обладает реактивным
сопротивлением, модуль которого
Где
— индуктивность кат ушки
— циклическая частота протекающего тока.
Соответственно, чем больше частота тока, протекающего
через кат ушку, тем больше её сопротивление.

8. Характеристики катушки индуктивности

ХАРАКТЕРИСТИКИ КАТ УШКИ
ИНДУКТИВНОСТИ
Индуктивность
Основным параметром кат ушки индуктивности является
её индуктивность, численно равная отношению создаваемого
током потока магнитного поля, пронизывающего кат ушку к силе
протекающего тока. Типичные значения индуктивностей кат ушек от
десятых долей мк Гн до десятков Гн.
Индуктивность кат ушки пропорциональна линейным размерам
кат ушки, магнитной проницаемости сердечника и квадрат у числа
витков намотки. Индуктивность кат ушки-соленоида .
Сопротивление потерь
В кат ушках индуктивности помимо основного эффекта
взаимодействия тока и магнитного поля наблюдаются паразитные
эффекты, вследствие которых импеданс кат ушки не является чисто
реактивным. Наличие паразитных эффектов ведёт к появлению
потерь в кат ушке, оцениваемых сопротивлением потерь . Потери
складываются из потерь в проводах, диэлектрике, сердечнике и
экране:

11. Потери в проводах

ПОТЕРИ В ПРОВОДАХ
Потери в проводах вызваны тремя причинами:
1. Провода обмотки обладают омическим (активным)
сопротивлением.
2. Сопротивление провода обмотки возрастает с ростом
частоты, что обусловлено скин-эффектом. Су ть эффекта
состоит в вытеснении тока в поверхностные слои провода.
Как следствие, уменьшается полезное сечение проводника и
растет сопротивление.
3. В проводах обмотки, свитой в спираль, проявляется эффект
близости, су ть которого состоит в вытеснении тока под
воздействием вихревых токов и магнитного поля к
периферии намотки. В результате сечение, по которому
протекает ток, принимает серповидную форму, что ведёт к
дополнительному возрастанию сопротивления провода.

12. Потери в диэлектрике

ПОТЕРИ В ДИЭЛЕКТРИКЕ
Потери в диэлектрике (изоляции проводов и каркасе кат ушки)
можно отнести к двум категориям :
Потери от диэлектрика
межвиткового конденсатора (межвитковые у течки и прочие
потери, характерные для диэлектриков конденсаторов).
Потери, обусловленные магнитными свойствами
диэлектрика (эти потери аналогичны потерям в сердечнике).
В общем случае можно заметить, что для современных
кат ушек общего применения потери в диэлектрике чаще
всего пренебрежимо малы.

13. Потери в сердечнике

ПОТЕРИ В СЕРДЕЧНИКЕ
Потери в сердечнике складываются из потерь на вихревые
токи, потерь на перемагничивание ферромагнетика — на
«гистерезис».
Потери на вихревые токи
Переменное магнитное поле индуцирует вихревые ЭДС в
окружающих проводниках, например в сердечнике, экране и
в проводах соседних витков. Возникающие при
этом вихревые токи (токи Фуко) становятся источником
потерь из-за омического сопротивления проводников.

14. Добротность

ДОБРОТНОСТЬ
С сопротивлениями потерь тесно связана другая
характеристика — добротность. Добротность кат ушки
индуктивности определяет отношение между активным и
реактивным сопротивлениями кат ушки. Добротность равна:

15. Температурный коэффициент индуктивности (ТКИ)

ТЕМПЕРАТ УРНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ
ИНДУКТИВНОСТИ (ТКИ)
ТКИ — это параметр, характеризующий зависимость
индуктивности кат ушки от температ уры.
Температ урная нестабильность индуктивности обусловлена
целым рядом факторов: при нагреве увеличивается длина и
диаметр провода обмотки, увеличивается длина и диаметр
каркаса, в результате чего изменяются шаг и диаметр витков;
кроме того при изменении температ уры изменяются
диэлектрическая проницаемость материала каркаса, что
ведёт к изменению собственной ёмкости кат ушки. Очень
существенно влияние температ уры на магнитную
проницаемость ферромагнетика сердечника:

16. Температурный коэффициент добротности (ТКД)

ТЕМПЕРАТ УРНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ
ДОБРОТНОСТИ (ТКД)
ТКД — это параметр, характеризующий зависимость
добротности кат ушки от температ уры. Температ урная
нестабильность добротности обусловлена тем же рядом
факторов, что и индуктивности.

17. Разновидности катушек индуктивности

РАЗНОВИДНОСТИ КАТУШЕК
ИНДУКТИВНОСТИ
Контурные катушки индуктивности,
используемые в радиотехнике
Эти катушки используются совместно
с конденсаторами для организации резонансных
контуров. Они должны иметь высокую термо — и
долговременную стабильность, и добротность,
требования к паразитной ёмкости обычно
несущественны.
Катушки связи, или трансформаторы связи
Взаимодействующие магнитными полями пара и более
кат ушек обычно включаются параллельно конденсаторам
для организации колебательных конт уров. Такие кат ушки
применяются для обеспечения трансформаторной связи
между отдельными цепями и каскадами, что позволяет
разделить по постоянному току, например,
цепь базы последующего усилительного каскада
от коллектора предыдущего каскада и т. д. К
нерезонансным разделительным трансформаторам не
предъявляются жёсткие требования на добротность и
точность, поэтому они выполняются из тонкого провода в
виде двух обмоток небольших габаритов. Основными
параметрами этих кат ушек являются индуктивность и
коэффициент связи (коэффициент взаимоиндукции).
Вариометры
Это кат ушки, индуктивностью которых
можно управлять (например, для перестройки частоты
резонанса колебательных конт уров) изменением взаимного
расположения двух кат ушек, соединённых последовательно.
Одна из кат ушек неподвижная (статор), другая обычно
располагается вну три первой и вращается (ротор).
Существуют и другие конструкции вариометров. При
изменении положения ротора относительно статора
изменяется степень взаимоиндукции, а следовательно,
индуктивность вариометра. Такая система позволяет
изменять индуктивность в 4 − 5 раз. В ферровариометрах
индуктивность изменяется перемещением ферромагнитного
сердечника относительно обмотки, либо изменением длины
воздушного зазора замкну того магнитопровода.
Дроссели
Это кат ушки индуктивности, обладающие
высоким сопротивлением переменному току и малым
сопротивлением постоянному. Дроссели включаются
последовательно с нагрузкой для ограничения переменного
тока в цепи, они часто применяются в цепях питания
радиотехнических устройств в качестве фильтрующего
элемента, а также в качестве балласта для включения
разрядных ламп в сеть переменного напряжения. Для сетей
питания с частотами 50-60 Гц выполняются на сердечниках из
трансформаторной стали. На более высоких частотах также
применяются сердечники из пермаллоя или феррита. Особая
разновидность дросселей — помехоподавляющие ферритовые
бочонки (бусины или кольца), нанизанные на отдельные
провода или группы проводов (кабели) для подавления
синфазных высокочастотных помех.
Сдвоенные дроссели
Это две намотанных встречно или согласованно
катушки индуктивности, используются в фильтрах
питания. За счёт встречной намотки и взаимной
индукции более эффективны для фильтрации
синфазных помех при тех же габаритах. При
согласной намотке эффективны для подавления
дифференциальных помех. Сдвоенные дроссели
получили широкое распространение в качестве
входных фильтров блоков питания; в
дифференциальных сигнальных фильтрах цифровых
линий, а также в звуковой технике[2][3].
Предназначены как для защиты источников
питания от попадания в них наведённых
высокочастотных сигналов из питающей сети, так и
во избежание проникновения в питающую сеть
электромагнитных помех, генерируемых
устройством. На низких частотах используется в
фильтрах цепей питания и обычно имеет
ферромагнитный сердечник (из трансформаторной
стали). Для фильтрации высокочастотных помех —
сердечник ферритовый.

22. Применение катушек индуктивности

ПРИМЕНЕНИЕ КАТ УШЕК ИНДУКТИВНОСТИ
Кат ушки индуктивности (совместно
с конденсаторами и/или резисторами) используются для
построения различных цепей с частотно -зависимыми
свойствами, в частности, фильтров, цепей обратной
связи, колебательных конт уров и т. п.
Кат ушки индуктивности используются в импульсных
стабилизаторах как элемент, накапливающий энергию и
преобразующий уровни напряжения.
Две и более индуктивно связанные кат ушки
образуют трансформатор.
Кат ушка индуктивности, питаемая импульсным током
от транзисторного ключа, иногда применяется в качестве
источника высокого напряжения небольшой мощности в
слаботочных схемах, когда создание отдельного высокого
питающего напряжения в блоке питания невозможно или
экономически нецелесообразно. В этом случае на кат ушке из за самоиндукции возникают выбросы высокого напряжения,
которые можно использовать в схеме, например, выпрямив и
сгладив.
Кат ушки используются также в качес тве электромагнитов —
исполнительных механизмов.
Кат ушки применяются в качес тве ис точника энергии для
нагрева индуктивно-связанной плазмы , а также её диагнос тики.
Для радиосвязи — приёма электромагнитных волн, редко — для
излучения:
Ферритовая антенна
Рамочная антенна, кольцевая антенна
DDRR
Индукционная петля
Для разогрева электропроводящих материалов в индукционных печах .
Как дат чик перемещения: изменение индуктивнос ти кат ушки может
изменяться в широких пределах при перемещении ферромагнитного
сердечника относительно обмотки.
Кат ушка индуктивности используется в индукционных дат чиках
магнитного поля в индукционных магнитометрах [4]
Для создания магнитных полей в ускорителях элементарных час тиц,
магнитного удержания плазмы, в научных экспериментах, в ядерно магнитной томографии. Мощные с тационарные магнитные поля, как
правило, создаются сверхпроводящими кат ушками.
Для накопления энергии.

24. пример

ПРИМЕР

BLM21PG300SN1D котушка індуктивності (0805-30 Ohm 3000mA BLM21PG300SN1D Murata)

  1. Продукция
  2. Дроселі Індуктивності Фільтри (LR LC)
  3. SMD-LR фільтри
  4. LR-SMD L-SMD…0030 Ohm

Производитель: Murata

Код товара: Т0000020621

Маркировка: не предусмотрена

Количество приборов:

свободно

0

ожидается

0

резерв

0

заказано

Параметры
Наименование Значение Единица измерения Режим изменения
Функциональное назначение область применения: Power Supplies
Сопротивление импедансное 30 Ohm typ
Ток DC максимально допустимый 3 000 mA
Сопротивление активное 0,015 Ohm
Температура рабочая -55…+125 *C
Единицы измерения
Наименование K Вес, г
min кратність пакування 10
упаковка (шт) 1 000
шт 1
Категории
Корпус

2.00×1.25×0.85mm

Схема подключения

Котушка індуктивності (дросель)

Визначення і теорія котушок індуктивності

Котушка індуктивності (дросель) — котушка з згорнутого ізольованого провідника, що володіє значною індуктивністю при відносно малої місткості та малому активному опорі, здатна накопичувати електромагнітну енергію у власному магнітному полі. Позначається — L. Зовнішній вигляд може бути різним, але якщо ви її мотає самостійно, то буде виглядати якось так:

Величина індуктивності вимірюється в Генрі [Гн].

1 Генрі — дуже велика величина, тому що застосовуються в техніці котушки індуктивності мають величини: мікрогенрі — 10 -6 (мкГн) і міллігенрі — 10 -3 (мГн).

Процеси, що відбуваються в котушці індуктивності (далі — індуктивності) на тимчасовому графіку при підключенні індуктивності до джерела прямокутного однополярного сигналу, показані на малюнку.

З малюнка збоку видно, реакція індуктивності на вплив електричного струму абсолютно протилежно реакції конденсатора (ємності). У момент подачі прямокутного імпульсу джерела струму (червоний), струм індуктивності (фіолетовий) спочатку дорівнює нулю і зі зміною часу збільшується по експоненті — індуктивність накопичує енергію, в початковий момент її внутрішній опір максимально. Напруга на висновках індуктивності (зелений) навпаки спочатку максимально, але потім у міру накопичення енергії зменшується по експоненті до нуля. При пропажі вхідного імпульсу, так як індуктивність — елемент інерційний, напруга на висновках індуктивності різко змінивши полярність спочатку максимально, а струм продовжує текти в тому ж напрямку, зменшуючись при цьому по експоненті — збережена в індуктивності енергія вичерпується. Напруга з негативною області так само по експоненті прагне до нуля. Швидкість зміни напруги і струму залежить від значення індуктивності. Чим більше індуктивність, тим повільніше вони змінюються (експонента більш витягнута за часом). Напруга і струм на навантажувальними резисторами поводяться однаково, і зображені на тимчасовому графіку помаранчевим кольором. Якщо порівняти з конденсатором — повна протилежність. Взаємозв’язок струму і напруги в індуктивності так само описується законом Ома, з урахуванням реактивного опору індуктивності.

Фактично, ми розглянули «чотириполюсника» складається з котушки індуктивності і резистора, який називають інтегрує ланцюжком.

Інтегруюча ланцюжок найчастіше застосовується для формування пилкоподібних імпульсів в будь-який радіо апаратури та тимчасової (наголос на «о») затримки прямокутних імпульсів. Щоб, Вам було зрозуміліше, інтегруюча ланцюжок і отримання пилообразного імпульсу зображені на наступному малюнку. Для отримання останнього, використовується найбільш прямолінійна ділянка інтегрованого імпульсу — його початок, і «обрізається» по часу або за амплітудою (порогу).

Для затримки імпульсів використовують граничний пристрій. Після досягнення амплітуди сигналу пройшов через інтегруючу ланцюжок певного значення (порогу), граничний пристрій пропускає вхідний сигнал на вихід. Після чого, сигнал підсилюється підсилювачем до необхідної величини. З метою зменшення розмірів (виключення громіздкість), схеми формування пилкоподібних імпульсів, і схеми затримки імпульсів ефективніше робити на інтегрує ланцюжку складається з резистора і конденсатора.

Крім функції перетворення прямокутних імпульсів, інтегруюча ланцюжок може застосовуватися в якості фільтра низьких частот (ФНЧ). Індуктивність — інертний елемент. Якщо до дроселя з великим значенням індуктивності докласти змінну напругу високої частоти, в силу своєї інертності, індуктивність буде не здатною пропустити через себе струм, адже індуктивності спочатку треба буде запастися енергією у власному осерді, а потім віддавати цю енергію. Властивість індуктивності чинити опір змінному електричному струму називають реактивним опором індуктивності. яке використовується при конструюванні частотних фільтрів і коливальних контурів. Реактивний опір індуктивності позначається X L або Z L і вимірюється в Омах. Реактивний опір індуктивності пов’язано з частотою струму виразом:

З формули видно, що реактивний опір індуктивності прямо пропорційно частоті. Іншими словами, чим вище частота, тим більше реактивний опір індуктивності.

Тепер уявіть, що інтегруюча ланцюг, це — описаний на сайті дільник напруги, де замість першого резистора виступає індуктивність. А ми з формули тепер знаємо, що індуктивність легко пропускає низькі частоти — його опір мінімально і погано пропускає високі частоти — його опір максимально. Не зраджуючи тексту повторюся: У радіоелектроніці, коли розраховують частотні фільтри, то вважають характеристикою фільтра — частоту зрізу, яка визначається як значення частоти сигналу, на якому амплітуда вихідного сигналу зменшується (загасає) до значення 0,7 від вхідного сигналу. Щоб було зрозуміліше, покажу це на малюнку.

Те, що зображено, називається амплітудно-частотної характеристикою. або скорочено — АЧХ. Для фільтра високих частот відповідає АЧХ фіолетового кольору, і частота зрізу дорівнює значенню f 2.

Знаючи, як розраховується дільник напруги і реактивний опір індуктивності на певній частоті, Ви елементарно можете розрахувати найпростіший г-подібний фільтр низької частоти на котушці індуктивності (дроселі) і резистори.

Якщо в інтегрує ланцюжку поміняти місцями індуктивність і резистор, то ми отримаємо — диференціюються ланцюжок. Всі процеси в диференціює ланцюжку відбуваються точно так же, як і в інтегрує. Терміни їх виконання, показані на першому малюнку абсолютно справедливі для диференціюються ланцюжка. Відмінність полягає в тому, що вихідним елементом є не резистор, а котушка індуктивності.

Як описувалося в статті про конденсатор: якщо дифференцирующая ланцюжок — це фільтр високих частот, то інтегруюча ланцюжок — це фільтр низьких частот (ФНЧ). І розраховується він так само, через дільник напруги. Для фільтра низьких частот відповідає АЧХ на малюнку — оранжевого кольору, і частота зрізу дорівнює значенню f 1.

Cледует додати, частотні фільтри, виконані на котушках індуктивності і резисторах, так само, як і на конденсаторах і резисторах мають пологу амплітудно-частотну характеристику. Іншими словами у таких фільтрів слабо виражений частотний зріз. Більш якісний зріз, мають фільтри складаються з конденсаторів і котушок індуктивності (дроселів), але про це в наступній статті.

Спосіб вимірювання індуктивностей

Напевно прочитавши цю статтю, грамотний Новомосковсктель подумає: «Хм, теорія це звичайно добре, але як виміряти руками значення індуктивності на практиці?». Одного разу цим повросом задався і я, і зібрав просту схему для перевірки индуктивностей.

stripline%20coil — с английского на все языки

Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────Айнский языкАканАлбанскийАлтайскийАрабскийАрагонскийАрмянскийАрумынскийАстурийскийАфрикаансБагобоБаскскийБашкирскийБелорусскийБолгарскийБурятскийВаллийскийВарайскийВенгерскийВепсскийВерхнелужицкийВьетнамскийГаитянскийГреческийГрузинскийГуараниГэльскийДатскийДолганскийДревнерусский языкИвритИдишИнгушскийИндонезийскийИнупиакИрландскийИсландскийИтальянскийЙорубаКазахскийКарачаевскийКаталанскийКвеньяКечуаКиргизскийКитайскийКлингонскийКомиКомиКорейскийКриКрымскотатарскийКумыкскийКурдскийКхмерскийЛатинскийЛатышскийЛингалаЛитовскийЛюксембургскийМайяМакедонскийМалайскийМаньчжурскийМаориМарийскийМикенскийМокшанскийМонгольскийНауатльНемецкийНидерландскийНогайскийНорвежскийОрокскийОсетинскийОсманскийПалиПапьяментоПенджабскийПерсидскийПольскийПортугальскийРумынский, МолдавскийСанскритСеверносаамскийСербскийСефардскийСилезскийСловацкийСловенскийСуахилиТагальскийТаджикскийТайскийТатарскийТвиТибетскийТофаларскийТувинскийТурецкийТуркменскийУдмуртскийУзбекскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийФарерскийФинскийФранцузскийХиндиХорватскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧеркесскийЧерокиЧеченскийЧешскийЧувашскийШайенскогоШведскийШорскийШумерскийЭвенкийскийЭльзасскийЭрзянскийЭсперантоЭстонскийЮпийскийЯкутскийЯпонский

 

Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────АрмянскийАфрикаансБаскскийБолгарскийВенгерскийВьетнамскийГаитянскийГреческийГрузинскийДатскийДревнерусский языкИвритИндонезийскийИрландскийИсландскийИтальянскийЙорубаКазахскийКаталанскийКвеньяКитайскийКлингонскийКорейскийКурдскийЛатинскийЛатышскийЛитовскийМакедонскийМалайскийМальтийскийМаориМарийскийМокшанскийМонгольскийНемецкийНидерландскийНорвежскийПалиПапьяментоПерсидскийПольскийПортугальскийРумынский, МолдавскийСербскийСловацкийСловенскийСуахилиТагальскийТайскийТамильскийТатарскийТурецкийУдмуртскийУйгурскийУкраинскийУрдуФарерскийФинскийФранцузскийХиндиХорватскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧаморроЧерокиЧешскийЧувашскийШведскийЭрзянскийЭстонскийЯпонский

2 {\bar{\rho}} \left[ \ln \left( \frac{8 {\bar{\rho}}}{{\mathrm {\scriptstyle GMD}}}\right) — 2\right] , \end{выровнено}$$

(5)

где N — общее количество витков в катушке, \({\bar{\rho }}\) — их средний радиус.2r’}, \end{выровнено}$$

(6)

где положения \({\mathbf {r}} = (\rho , z)\), \({\mathbf {r}}’ = (\rho ‘, z’)\) меняются в поперечном сечении катушки, площади \(A = N / n_2\).{13/4}/8 = 3,22\). Такое отношение среднего радиуса к полувысоте заметно отличается от 3,7 или 3, за которые выступали, соответственно, Максвелл и Брукс, см. рис. 2а, предполагая, что этот метод слишком груб, чтобы выявить истинную оптимальную геометрию катушки.

Рисунок 2

Сечения оптимальных катушек. ( a ) Схемы , предложенные Gauss 3 , Maxwell 4 и Brooks 6 . ( b ) Результаты, полученные в данной работе. Поперечное сечение изменяется от почти круглого до эллиптического и серповидного по мере увеличения \(\omega\).2},\quad k = \frac{|{\mathbf {r}} — {\mathbf {r}}’|}{\sqrt{4 \rho \rho ‘}} \end{выровнено} \end{выровнено }$$

(9)

— взаимная индуктивность токов коаксиальной линии 5 , пронизывающих поперечное сечение в точках \({\mathbf {r}}\) и \({\mathbf {r}}’\); K ( m ) и E ( m ) — полные эллиптические интегралы.2}{4} \right] , \end{выровнено}$$

(13)

действительно для \(k \ll 1\) [уравнение.{2}} \frac{\xi _1}{\xi _1 + \xi _2}, \end{align}$$

(15)

, который является обобщением формулы Рэлея 12 для случая \(b = a\) и ключевым улучшением по сравнению с (5). Используя эту формулу для L и другую, \(W = \pi ab \bar{\rho } n_2\), для ограничения длины, мы смогли легко найти оптимальное \(\xi _1\), \( \xi _2\) численно, воспроизводя  (10).

Возвращаясь к Q -фактору, мы перепишем (1) в терминах наших характеристических масштабов \(L_c\), \(Q_c\), \(\omega _c\):

$$\begin{aligned } Q = \frac{\pi }{2} \frac{\omega }{\omega _c} \frac{L / L_c}{1 + F(\omega )} Q_c, \end{aligned}$$

(16)

, где мы ввели коэффициент повышения потерь

$$\begin{aligned} F(\omega ) \equiv \frac{R(\omega )}{R(0)} — 1.2}. \end{выровнено}$$

(18)

На таких частотах \(F \ll 1\) пренебрежимо мала, L практически не изменяется по сравнению со значением постоянного тока, поэтому Q -фактор линейно зависит от \(\omega \):

$$ \begin{align} \frac{Q}{Q_c} = 1,04\, \frac{\omega }{\omega _c}, \quad \omega \ll \omega _c, \end{align}$$

(19)

см. рис. 3.

ИНДУКТИВНОСТЬ

Катушки индуктивности могут быть включены в цепь так же, как и резисторы.При последовательном соединении общая индуктивность равна сумме индуктивностей индукторов или

LT = L1 + L2 + L3 и т. д.

Когда две или более катушек индуктивности соединены параллельно, общая индуктивность , как и сопротивления параллельно, меньше, чем у наименьшего индуктора, или

Суммарная индуктивность катушек индуктивности, соединенных последовательно-параллельно, может быть вычисляется путем объединения параллельных индуктивностей, а затем добавления ряда значения.Во всех случаях эти формулы справедливы, обеспечивая магнитное поля индукторов не взаимодействуют.

Индуктивное сопротивление

Противодействие протеканию тока, которое индуктивность вводит в цепь называется индуктивным сопротивлением. Символ индуктивного сопротивления XL, и измеряется в омах, как и сопротивление.

В любой цепи, в которой есть только сопротивление, выражение для соотношение напряжения и тока определяется законом Ома: I = E/R.По аналогии, при наличии индуктивности в цепи переменного тока соотношение между напряжением а ток можно выразить как:

Если все остальные значения цепи остаются постоянными, чем больше индуктивность в катушке, тем больше эффект самоиндукции или противодействия изменение значения тока. С увеличением частоты индуктивность реактивное сопротивление увеличивается, так как чем больше скорость изменения тока, тем больше сопротивление изменению со стороны катушки увеличивается.Следовательно, индуктивное сопротивление пропорциональна индуктивности и частоте или,

На рис. 8-173 предполагается последовательная цепь переменного тока, в которой индуктивность составляет 0,146 генри, а напряжение составляет 110 вольт при частоте 60 циклов. в секунду. Что такое индуктивное сопротивление и ток? ( символ волнистой линии внутри круга обозначает генератор переменного тока.)

Решение:

Чтобы найти индуктивное сопротивление:


Чтобы найти ток:

В последовательных цепях переменного тока (рис. 8-174) добавляются индуктивные реактивные сопротивления. как сопротивления, включенные последовательно в цепи постоянного тока.Таким образом, полное реактивное сопротивление в схема, показанная на рис. 8-174, равна сумме индивидуальных реактивные сопротивления.

 

Суммарное реактивное сопротивление катушек индуктивности, соединенных параллельно (рис. 8-175) находится так же, как полное сопротивление в параллельной цепи. Таким образом, полное реактивное сопротивление индуктивностей, соединенных параллельно, как показано, равно выражается как,

 

Калькулятор однослойного воздушного теплообменника

Подробнее о индукторах с воздушным сердечником
Что такое индуктор с воздушным сердечником?
«Дроссель с воздушным сердечником» представляет собой индуктор, который не зависит от ферромагнитного материала для достижения указанная им индуктивность.Некоторые катушки индуктивности наматываются без катушка и просто воздух в качестве сердцевины. Некоторые другие ранены на бобине из бакелита, пластмассы, керамики и т.п.

Преимущества катушки с воздушным сердечником:
На ее индуктивность не влияет протекающий по ней ток.
Это контрастирует с ситуацией с катушками, использующими ферромагнитные сердечники, индуктивность которых имеет тенденцию достигать пика при умеренных напряженность поля перед падением до нуля по мере насыщения подходит.Иногда нелинейность намагниченности кривая может быть допущена; например при переключении питания источников питания, а в некоторых коммутационных топологиях это преимущество.
В цепях, таких как кроссоверные аудиофильтры в Hi-Fi в акустических системах необходимо избегать искажений; затем воздух катушка хороший выбор. Большинство радиопередатчиков полагаются на воздушных катушках для предотвращения образования гармоник.Катушки воздуха
также свободны от «потерь в железе». какая проблема с ферромагнитными сердечниками. Как частота увеличивается, это преимущество становится все больше важный. Вы получаете лучшую добротность, большую эффективность, большая управляемая мощность и меньше искажений.
Наконец, воздушные катушки могут быть спроектированы для работы на частотах до 1 ГГц.Большинство ферромагнитных сердечников, как правило, с потерями выше 100 МГц.

И «минус»:
Без сердечника высокой проницаемости надо больше и/или большие витки для достижения заданного значения индуктивности. Больше витков означает большие катушки, меньший собственный резонанс из-за более высокой межобмоточной емкости и более высокой меди потеря. На более высоких частотах вам обычно не нужно высокая индуктивность, так что это меньше проблем.
Сильное излучение поля рассеяния и наводка:
С замкнутыми магнитными путями, используемыми в катушках индуктивности с сердечником радиация гораздо менее опасна. По мере увеличения диаметра к длине волны (лямбда = c/f), потери из-за электромагнитного излучение станет значительным. Вы можете быть в состоянии уменьшить эту проблему, заключив катушку в экран, или установив его под прямым углом к ​​другим катушкам может быть сопряжение с.
Возможно, вы используете змеевик с воздушным сердечником не потому, что вам требуется элемент цепи с определенной индуктивностью как таковой но поскольку ваша катушка используется как датчик приближения, рамочная антенна, индукционный нагреватель, катушка Тесла, электромагнит, головка магнитометра или отклоняющий хомут и т. д. Затем внешний излучаемое поле может быть тем, что вы хотите.

Более роскошный калькулятор можно найти здесь.

Характеристики индуктивности — Engineer-Educators.com

Майкл Фарадей обнаружил, что при перемещении магнита через катушку с проводом на катушке индуцируется напряжение. Если была обеспечена полная цепь, то также индуцировался ток. Величина индуцированного напряжения прямо пропорциональна скорости изменения магнитного поля по отношению к катушке. Простейшим из экспериментов можно доказать, что при перемещении стержневого магнита через катушку с проволокой индуцируется напряжение, которое можно измерить вольтметром.Это широко известно как закон Фарадея или закон электромагнитной индукции, который гласит:

Индуцированная ЭДС или электромагнитная сила в замкнутом контуре провода пропорциональна скорости изменения магнитного потока через катушку провода.

Рисунок 118. Многовитковая катушка.

И наоборот, ток, протекающий по катушке с проводом, создает магнитное поле. Когда этот провод превращается в катушку, он становится основной катушкой индуктивности. Магнитные силовые линии вокруг каждой петли или витка катушки эффективно добавляются к силовым линиям вокруг соседних петель.Это создает сильное магнитное поле внутри и вокруг катушки. Рисунок 118 А иллюстрирует идею катушки с проволокой, усиливающей магнитное поле. Магнитные силовые линии вокруг соседних петель отклоняются во внешний путь, когда петли сближаются. Это происходит потому, что магнитные силовые линии между соседними петлями противоречат друг другу. Общее магнитное поле для двух петель показано на рисунке 118 B. Чем больше петель будет добавлено близко друг к другу, тем сильнее будет возрастать напряженность магнитного поля.Рисунок 118 C иллюстрирует комбинированные эффекты многих контуров катушки. В результате получается сильный электромагнит.

Основным аспектом работы катушки является ее свойство противодействовать любому изменению тока через нее. Это свойство называется индуктивностью. Когда ток течет по любому проводнику, магнитное поле начинает расширяться от центра провода. По мере того как магнитные силовые линии растут наружу через проводник, они индуцируют ЭДС в самом проводнике. Индуцированное напряжение всегда направлено в сторону, противоположную направлению протекания тока.Эффекты этой противодействующей ЭДС должны препятствовать немедленному установлению максимального тока. Этот эффект является лишь временным состоянием. Как только ток в проводнике достигает постоянного значения, магнитные силовые линии больше не расширяются, и противодействующая ЭДС больше не присутствует.

В начальный момент противодействующая ЭДС почти равна приложенному напряжению, что приводит к протеканию небольшого тока. Однако по мере того, как силовые линии движутся наружу, количество линий, пересекающих проводник в секунду, становится все меньше, что приводит к уменьшению противо-ЭДС.В конце концов, ЭДС счетчика падает до нуля, и единственным напряжением в цепи является приложенное напряжение, а ток достигает своего максимального значения.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.