3.2. Основные характеристики катушек индуктивности
Материалы и элементы электронной техники7 лет назад
admin
Свойства катушек могут быть охарактеризованы следующими основными параметрами: номинальным значением индуктивности (L), технологическим разбросом (допуском) индуктивности, добротностью (Q), собственной емкостью (Со), стабильностью и надежностью.
Индуктивность катушки. В зависимости от назначения номинальная индуктивность контуров и дросселей может быть от нескольких наногенри до нескольких десятков миллигенри.
Технологический разброс в процентах от номинальной индуктивности составляет: в многослойных катушках 5 – 10 %; в катушках со сплошной однослойной намоткой 3 – 5%.
Добротность катушки определяется соотношением: Q = wL/rn. При заданных w и L добротность определяется сопротивлением (rn) катушки току высокой частоты в последовательной схеме замещения. Полное сопротивление катушки току высокой частоты зависит от суммы потерь в проводе, каркасе, сердечнике и экране.
Собственная емкость (Со) катушки индуктивности обусловлена распределенной емкостью между отдельными витками и емкостью между обмоткой и корпусом. Частота, на которую оказывается настроенным контур, называется собственной частотой катушки (f0).
Стабильность параметров катушки определяется их относительными изменениями под действием внешних факторов и зависит от стабильности параметров материалов, конструкции и процесса изготовления. Наихудшей стабильностью обладают катушки с замкнутым магнитопроводом из материала с высокой магнитной проницаемостью, лучшая стабильность свойственна катушкам специальных конструкций с керамическими каркасами и токопроводящим слоем, полученным путем вжигания серебра в керамику.
Общая нестабильность индуктивности катушек различных конструкций в реальных эксплуатационных условиях колеблется в пределах от 0,01 до 20 %. Нестабильность добротности обычно находится в пределах от 1 до 5 % у высокостабильных герметизированных конструкций с керамическими каркасами и доходит до ± 20 % у катушек с многослойной намоткой или замкнутыми магнитопроводами.
Кроме того, для настройки частоты колебательных контуров важен такой параметр катушек индуктивности как
Точность установки необходимой величины индуктивности при ее настройке находится в пределах от 0,1 до 3 % и более.
Надежность. Для катушек индуктивности наиболее характерны постепенные отказы, вызываемые изменением параметров под воздействием температуры и влажности. Причиной внезапных отказов обычно являются обрывы в месте соединения обмотки с выводами и механическое повреждение обмотки. По опубликованным данным интенсивность отказов катушек индуктивности колеблется в пределах (0,5 – 5)10
Выражаю Вам свою благодарность за то, что Вы одолели дисциплину, которую я веду. Надеюсь, что компоненты электронных устройств – резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности станут Вашими друзьями!
Вам также может понравиться
ОглавлениеПРЕДИСЛОВИЕВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1. ПАССИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ § 1.1. РЕЗИСТОРЫ Основные параметры резисторов § 1.2. КОНДЕНСАТОРЫ Основные параметры постоянных конденсаторов 1.3. КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ § 1.4. ТРАНСФОРМАТОРЫ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ Основные параметры трансформаторов питания ГЛАВА 2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ ЦЕПЕЙ § 2.1. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ Основные положения теории электропроводности. Примесная электропроводность. § 2.2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ Концентрация носителей зарядов. Уравнения непрерывности. § 2.3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЕРЕХОДЫ Контакт металл — полупроводник. Контакт двух полупроводников p- и n-типов. Свойства несимметричного p-n-перехода. p-n-переход смещен в прямом направлении Переход, смещенный в обратном направлении.  Переходы p-i, n-i-, p+-p-, n+-n-типов. 2.4. ОСОБЕННОСТИ РЕАЛЬНЫХ p-n-ПЕРЕХОДОВ Пробой p-n-перехода. § 2.5. ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ § 2.6. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ Выпрямительные диоды. Основные параметры выпрямительных диодов и их значения у маломощных диодов Импульсные диоды. Полупроводниковые стабилитроны. Варикапы. Диоды других типов. § 2.7. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ Математическая модель транзистора. Три схемы включения транзистора. Шумы транзистора. Н-параметры транзисторов. § 2.8. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ С ИНЖЕКЦИОННЫМ ПИТАНИЕМ § 2.9. ТИРИСТОРЫ Симметричные тиристоры. Основные параметры тиристоров и их ориентировочные значения § 2.10. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ Основные параметры полевых транзисторов и их ориентировочные значения § 2.11. ОСОБЕННОСТИ КОМПОНЕНТОВ ЭЛЕКТРОННЫХ ЦЕПЕЙ В МИКРОМИНИАТЮРНОМ ИСПОЛНЕНИИ Пассивные компоненты ИС.  Конденсаторы. Индуктивности. Транзисторы ИС. Изоляция компонентов в монолитных интегральных узлах. § 3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОМПОНЕНТАХ ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ § 3.2. УПРАВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА Основные параметры и характеристики светодиодов § 3.3. ФОТОПРИЕМНИКИ Основные характеристики и параметры фоторезистора Фотодиоды. Основные характеристики и параметры фотодиода Фототранзисторы. Основные характеристики и параметры фототранзистора Фототиристоры. Многоэлементные фотоприемники. Фотоприемники с внешним фотоэффектом. § 3.4. СВЕТОВОДЫ И ПРОСТЕЙШИЕ ОПТРОНЫ § 3 5. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОМПОНЕНТАХ УСТРОЙСТВ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ § 3.6. ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ Основные параметры газонаполненных матричных панелей неременного тока § 3.8. ВАКУУМНЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ § 3.  9. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ И ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИГЛАВА 4. УСИЛИТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ § 4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, ИХ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРАХ И ХАРАКТЕРИСТИКАХ § 4.2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К УСИЛИТЕЛЯМ § 4.3. СТАТИЧЕСКИЙ РЕЖИМ РАБОТЫ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ § 4.4. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ § 4.5. УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ Входное сопротивление. § 4.6. УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ С ОБЩЕЙ БАЗОЙ § 4.7. УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ С ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ Сложные эмиттерные повторители. § 4.8. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ § 4.9. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ С ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ И С КАСКОДНЫМ ВКЛЮЧЕНИЕМ ТРАНЗИСТОРОВ § 4.10. УПРАВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА И УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ НА ИХ ОСНОВЕ 4.11. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ С ТРАНСФОРМАТОРНОЙ СВЯЗЬЮ 4.  Каскад с ОБ трансформаторным входом и трансформаторным выходом. Двухтактные выходные каскады. § 4.13. БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЕ МОЩНЫЕ ВЫХОДНЫЕ КАСКАДЫ ГЛАВА 5. МНОГОКАСКАДНЫЕ УСИЛИТЕЛИ § 5.1. МНОГОКАСКАДНЫЕ УСИЛИТЕЛИ Параметры RC-цепи связи. § 5.2. УСИЛИТЕЛИ В ИНТЕГРАЛЬНОМ ИСПОЛНЕНИИ 5.3. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ § 5.4. ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ § 5.5. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ С УЛУЧШЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ § 5.6. ОСОБЕННОСТИ ВКЛЮЧЕНИЯ И СВОЙСТВА ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ, ОХВАЧЕННЫХ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ § 5.7. УСТОЙЧИВОСТЬ УСИЛИТЕЛЕЙ И КОРРЕКЦИЯ ИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЛАВА 6. АНАЛОГОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ § 6.1. МАСШТАБНЫЕ УСИЛИТЕЛИ 6.2. ЛИНЕЙНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ 6.3. ИНТЕГРИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА Интеграторы на основе операционных усилителей. § 6.4. ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА Активные дифференцирующие устройства. § 6.5. АКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ § 6.  6. МАГНИТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ§ 6.7. НЕЛИНЕЙНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ § 6.8. ПЕРЕМНОЖИТЕЛИ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВА, ВЫПОЛНЯЮЩИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ § 6.9. ДЕТЕКТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ГЛАВА 7. ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ § 7.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИМПУЛЬСНЫХ ПРОЦЕССАХ И УСТРОЙСТВАХ § 7.2. ДИОДНЫЕ КЛЮЧИ § 7.3. КЛЮЧИ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ § 7.4. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В КЛЮЧЕВЫХ ЦЕПЯХ С БИПОЛЯРНЫМИ ТРАНЗИСТОРАМИ 7.5. КЛЮЧИ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ § 7.6. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В КЛЮЧАХ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ ГЛАВА 8. ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ, ТРИГГЕРЫ, АВТОГЕНЕРАТОРЫ § 8.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ § 8.2. ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 8.3. ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ НА МОП-ТРАНЗИСТОРАХ § 8.4. ТРИГГЕРЫ § 8.5. НЕСИММЕТРИЧНЫЕ ТРИГГЕРЫ § 8.6. ГЕНЕРАТОРЫ КОЛЕБАНИЙ Генераторы напряжения прямоугольной формы. Генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН). Генераторы напряжения треугольной формы.  Генераторы синусоидальных колебаний. Генераторы LC-типа. Генераторы с кварцевыми резонаторами и электромеханическими резонансными системами. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Приложение Схемы включения операционных усилителей ЛИТЕРАТУРА |
Г. Гусев, Ю. М. Гусев Электроника. М: Высшая школа, 1991 г. — 622 с.
— Geeplus.com
Двигатели со звуковой катушкой, предлагаемые Geeplus, описываются с точки зрения следующих параметров и соглашений:
Сопротивление катушки – сопротивление в Омах
Индуктивность катушки – Индуктивность измеряется в миллигенри
Силовая постоянная
Силовая постоянная для двигателя — это коэффициент, который умножается на возбуждение и дает пиковое развиваемое усилие (при условии возбуждения со 100% ПВ).
KNI — отношение между (пиковой) силой в ньютонах и возбуждением в ампер-витках. Это значение является постоянным для двигателя данного форм-фактора независимо от обмотки катушки.
Учитывая это значение, можно рассчитать значение KI (и другие коэффициенты производительности) для альтернативных вариантов намотки.
KI — отношение между (пиковой) силой в ньютонах и возбуждением в амперах. Это значение будет варьироваться для двигателя данного форм-фактора в зависимости от обмотки катушки.
Константа скорости
Kv — Константа скорости двигателя представляет собой коэффициент, который умножается на скорость двигателя (в метрах в секунду) и дает противо-ЭДС, развиваемую на обмотке двигателя.
Параметры силы
F100 – Пиковое усилие в Н при приложении тока возбуждения I100 к катушке, которая непрерывно подается при температуре окружающей среды 20⁰C, повысит температуру катушки до предела температуры Tmax.
F10 — Пиковое усилие в Н, развиваемое при подаче тока возбуждения на катушку при рабочем цикле ПВ 10 % при температуре окружающей среды 20 ⁰C, повысит температуру катушки до предела температуры Tmax.
Tmax — максимальная безопасная рабочая температура для материалов звуковой катушки, выраженная в ⁰C при 100% возбуждении
Полезный ход – диапазон перемещения, в котором сила, развиваемая звуковой катушкой, составляет >50 % от пиковой выходной силы при 100 % возбуждении сопротивление двигателя, измеренное при 20⁰C
I100 – это ток возбуждения, соответствующий работе 100% ED
A-t (Ампер-витки) – усилие, развиваемое данной звуковой катушкой, при изменении обмотки сила, развиваемая при одном и том же приложенном токе, также изменится. Ампер-витки — это произведение тока возбуждения на количество витков в катушке. Это полезно при сравнении, поскольку не зависит от размера провода катушки.
Максимальное время «включения» – это время, необходимое для повышения температуры катушки с 20⁰C до Tmax при подаче питания в указанных рабочих условиях. Это простой (и легко измеряемый) способ описать тепловую инерцию катушки в сборе.
Включение питания в течение более длительного времени в этих условиях приведет к перегреву и может привести к отказу.
Сила и ускорение
Направление действия – сила измеряется при нажатии на конец вала, где он установлен – в этом случае сила, развиваемая катушкой, втягивает ее в узел магнита, поле катушки усиливает поле, создаваемое магнитами, и сила сильнее в этом направлении. Там, где вал не установлен, измеряется сила, прижимающая к формирователю катушки, это выталкивание из магнитного узла, а поле из-за возбуждения катушки противодействует полю, создаваемому магнитами, что приводит к более слабой силе. Из-за этого эффекта связь между силой и током станет нелинейной при высоких уровнях возбуждения.
Ускорение — там, где требуются высокие динамические характеристики, может быть полезно использовать алюминиевую спиральную проволоку для уменьшения движущейся массы в системе. Важно отметить, что, хотя это может иметь очень положительный эффект в приложениях с низкой инерцией, в системах, где нагрузка велика по сравнению с массой катушки, преимущества уменьшенной массы могут быть нивелированы более высоким удельным электрическим сопротивлением алюминия.
Geeplus предоставляет инструмент расчета «Калькулятор катушки», который показывает относительное ускорение системы с различными материалами катушки для той же потребляемой мощности.
Направление — большинство двигателей со звуковой катушкой, предлагаемых Geeplus, имеют вал, соединенный с катушкой, и подшипники для направления. Если не указано иное, подшипники представляют собой несмазываемые полимерные втулки без смазки маслом или консистентной смазкой. Есть некоторые детали, которые не имеют направляющих и полагаются на направляющие в пользовательском приложении для поддержания зазора между катушкой и магнитным узлом.
SP Клапаны и рабочие параметры катушки
ВВЕДЕНИЕ В КЛАПАНЫ SP И РАБОТУ ЗМЕЕВИКА Производительность пропорциональных клапанов зависит от тока в катушке. Ток катушки зависит от приложенного напряжения и сопротивления в катушке. Увеличение напряжения увеличит уровень тока, а увеличение сопротивления уменьшит уровень тока. В большинстве электрических систем мобильного оборудования подаваемое напряжение не контролируется; вместо этого оно варьируется вокруг номинального напряжения батареи. В случае транспортных средств, работающих от аккумуляторной батареи, напряжение постоянно снижается до тех пор, пока аккумуляторная батарея не будет перезаряжена. Внутреннее сопротивление катушки зависит от материала, используемого в обмотке катушки, и температуры окружающей среды вокруг катушки. При повышении температуры обмотки катушки электрическое сопротивление увеличивается. Это приводит к уменьшению тока в катушке, что может уменьшить выход пропорционального клапана. Чтобы обеспечить подачу на катушку постоянного тока независимо от этого изменения сопротивления, следует использовать регулятор тока с обратной связью. Для поддержания максимального расхода при высоких температурах важно знать фактическое напряжение, подаваемое на катушку, включая любое падение напряжения на контроллере. Обычно ожидается, что в реальных условиях ток, подаваемый на клапан SP, будет отличаться. Иногда применяемый ток может быть близок к максимальному, а в других случаях он может быть близок к пороговому току. Следовательно, увеличение сопротивления катушки в результате приложенной мощности обычно стабилизируется около номинального или среднего значения. Это стабилизированное среднее значение тока определяется как: Графики иллюстрируют рабочий диапазон стандартных катушек HydraForce на клапанах SP. На графиках показано напряжение, необходимое для постоянного поддержания среднего тока.  |
Как правило, на оборудовании с приводом от двигателя, где напряжение генератора переменного тока на несколько вольт выше напряжения аккумуляторной батареи, может хорошо работать катушка, рассчитанная на номинальное напряжение. На оборудовании с батарейным питанием лучше всего работает катушка, рассчитанная на несколько вольт ниже номинального напряжения.