Coil32 — Катушка на ферритовом кольце

Подробности

Опубликовано: 02 сентября 2013

Просмотров: 19522

Расчет катушки на ферритовом кольце

Тороидальные катушки на ферритовых кольцах или кольцах из карбонильного порошкового железа широко используются в радиолюбительских конструкциях. Их преимуществом является высокая индуктивность в сочетании с малым полем рассеяния. Расчет такой катушки можно вести разными способами. На Западе принят способ расчета с использованием специального параметра A_L. Этот параметр обычно входит в спецификации ферромагнитных колец и публикуется производителями [Пример для кольца фирмы Amidon].

Численно параметр A_L равен индуктивности в микрогенри при 100 витках катушки для карбонильного кольца или в миллигенри при 1000 витках для ферритового кольца. Зная параметр

A_L из спецификации, число витков тороида можно рассчитать по следующим формулам:

Этот метод расчета реализован в онлайн-калькуляторе катушек на кольцах фирмы Amidon.

---

В программе же Coil32 расчет ведется по двум эмпирическим формулам. Для расчета по этим формулам достаточно знать размеры кольца и его магнитную проницаемость. Эти параметры можно узнать из принятой в России и СНГ спецификации ферритовых колец. Например маркировка кольца

2000НМ 20 х 12 х 6 — означает:

• µ = 2000
• D₁ = 20
• D₂ = 12
• h = 6
• НМ — материал кольца

Формулы расчета выглядят вот так:

при D1/D2>1.75

при D1/D2 <1.75

Все размеры в миллиметрах, индуктивность в микрогенри.
Попутно программа численным алгоритмом рассчитывает длину провода, необходимую для намотки кольца. Длина провода рассчитывается с запасом 10см на «концы». Расчет индуктивности на ферритовом кольце в онлайн-калькуляторе ведется по этим же формулам. Необходимо помнить, что этот алгоритм верен только для слаботочных катушек работающих в режиме малого сигнала вблизи начальной кривой намагничивания без подмагничивания постоянным током. Об особенностях расчета силовых дросселей читайте здесь.

---

В состав программы входит плагин Ring permeability, который позволяет вычислить неизвестную проницаемость ферритового кольца. Допустим у вас на складе всякой всячины завалялось кольцо, а маркировка на нем не видна. Для этого надо намотать на него немного витков и затем измерить получившуюся индуктивность мультиметром, а также размеры кольца. По этим данным плагин

Ring permeability позволяет приближенно определить магнитную проницаемость кольца. Для расчета используются те же самые эмпирические формулы. Формулы взяты из книжки Дьяконов В.П. — Справочник по расчетам на микрокалькуляторах (стр 178) и приведены к соответствующим единицам измерения.

 

Назад…      Вперед…

Добавить комментарий

On-line калькуляторы, расчет катушек на ферритовых кольцах Amidon

Подробности

Опубликовано: 26 августа 2013

Обновлено: 20 декабря 2019

Просмотров: 7443

Для работы калькулятора необходимо включить JavaScript в вашем браузере!

Расчет катушек на ферритовых кольцах Amidon:

Изделия из порошкового железа (карбонильного) маркируются цветом, здесь калькулятор для их расчета. Ферритовые кольца фирмы Amidon не имеют цветовой маркировки (блестящие черные либо тускло-серые).

Журнал Радио 3 номер 2000 год. СПРАВОЧНЫЙ ЛИСТОК – здесь полный набор характеристик. Расчет основан на формуле:

L [нГн] = AL*N2

Калькулятор обновлен 20.12.2019

---

Выберите кольцо:

---

Тип материала кольца –		43526167687577FHJKW
Типоразмер кольца –		FT-23FT-37FT-50FT-50AFT-50BFT-63AFT-82FT-82AFT-87FT-87AFT-100100AFT-100BFT-114FT-114AFT-125FT-140FT-240FT-290

---

Доступная информация о кольце:

Начальная магнитная проницаемость (μ):  
Индукция насыщения (B_s):   Гс
Остаточная индукция (B_r):   Гс
Коэрцитивная сила (H_c):   Э
Температура Кюри:   °C
Размеры (OD x ID x H):    дюйммм
A_L фактор:   нГн/N²

---

Введите исходные данные:

---

Материал 43 используется для подавления импульсных и радиопомех в диапазоне 20 — 250 МГц.
Материал 52 Ni-Zn феррит, сочетает высокую индукцию насыщения с высокой температурой Кюри.
Материал 61 разработан для LC цепей до частоты 25 МГц или подавления помех в диапазоне 200 — 1000 МГц.
Материал 67 для высокодобротных индуктивностей в LC цепях до 50 МГц. Подавление частот до 1000 MHz.

Материал 68 нестандартный с небольшим числом типоразмеров. Высокодобротные катушки до 100 МГц.
Материал 75 для подавления помех в диапазоне 0.5 — 20 МГц
Материал 77 широкого применения для катушек LC цепей, трансформаторов и подавления помех.
Материал F высокая индукция насыщения при высоких температурах. Для мощных трансформаторов. Хорошее подавление помех в диапазоне 0.5 — 20 МГц.
Материал H имеет высокую магнитную проницаемость.
Материал J имеет низкое объемное сопротивление при малых потерях на частотах 1 КГц — 1 МГц. Используется для импульсных трансформаторов и низкоуровневых широкополосных трансформаторов. Хорошо подавляет помехи в диапазоне 0.5 — 20 МГц.
Материал K используется в основном в балунах и ШТДЛ в диапазоне 1 — 50 МГц.
Материал W высокой проницаемости используется в дросселях для подавления радио и импульсных помех на частотах 100 КГц — 1 МГц.

---

Сылки по теме:

1. Amidon™ Ferrite toroids
2. Detailed specifications of Amidon™ ferrite materials
3. Подобный годный калькулятор некоторых колец и биноклей Amidon
4. О расчете добротности катушек на ферритовых кольцах
5. Различия в расчетах мощных дросселей и низкоуровневых катушек на ферритовых кольцах

Добавить комментарий

Катушки индуктивности на ферритовых кольцах. Расчет катушки на ферритовом кольце

Тороидальные катушки на ферритовых кольцах или кольцах из карбонильного порошкового железа широко используются в радиолюбительских конструкциях. Их преимуществом является высокая индуктивность в сочетании с малым полем рассеяния. Расчет такой катушки можно вести разными способами. На Западе принят способ расчета с использованием специального параметра A L . Этот параметр обычно входит в спецификации ферромагнитных колец и публикуется производителями [Пример для кольца фирмы Amidon ].

Численно параметр

A L равен индуктивности в микрогенри при 100 витках катушки для карбонильного кольца или в миллигенри при 1000 витках для ферритового кольца. Зная параметр A L из спецификации, число витков тороида можно рассчитать по следующим формулам:

Этот метод расчета реализован в онлайн-калькуляторе катушек на кольцах фирмы Amidon .

В программе же Coil32 расчет ведется по двум эмпирическим формулам. Для расчета по этим формулам достаточно знать размеры кольца и его магнитную проницаемость. Эти параметры можно узнать из принятой в России и СНГ спецификации ферритовых колец. Например маркировка кольца 2000НМ 20 х 12 х 6 — означает:

• µ = 2000
• D 1 = 20
• D 2 = 12
• h = 6
• НМ — материал кольца

Формулы расчета выглядят вот так:

при D 1 /D 2 >1.75

при D 1 /D 2

Все размеры в миллиметрах, индуктивность в микрогенри.
Попутно программа численным алгоритмом рассчитывает длину провода, необходимую для намотки кольца. Длина провода рассчитывается с запасом 10см на «концы». Расчет индуктивности на ферритовом кольце в онлайн-калькуляторе ведется по этим же формулам. Необходимо помнить, что этот алгоритм верен только для слаботочных катушек работающих в режиме малого сигнала вблизи

On-line калькуляторы, расчет катушек на кольцах Amidon из порошкового железа

Подробности

Опубликовано: 27 августа 2013

Обновлено: 20 декабря 2019

Просмотров: 10092

 

You have to switch on javaScript in your browser to work the calculator on this page!

Расчет катушек на кольцах Amidon из порошкового железа:

Ферритовые кольца фирмы Amidon не имеют цветовой маркировки (блестящие черные либо тускло-серые), Здесь калькулятор для их расчета. Изделия из порошкового железа (карбонильного) маркируются цветом в зависимости от материала кольца.
Журнал Радио 3 номер 2000 год. СПРАВОЧНЫЙ ЛИСТОК – здесь полный набор характеристик. Расчет ведется по формуле:

L [мкГн] = AL * (N/100)2

---

 

ВЫБЕРИТЕ КОЛЬЦО:

---

Тип материала кольца –		0123678101215171826304052
Типоразмер кольца –		T-5T-10T-12T-16T-20T-25T-30T-37T-44T-50T-68T-80T-94T-106T-130

---

Доступная информация о кольце:

Цветовой код:  
Материал:  
Рабочие частоты LC цепей:  
Начальная магнитная проницаемость (μ):  
Размеры (OD x ID x H):    дюйммм
A_L фактор:   мкГн/(N/100)²

---

ВВЕДИТЕ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

---

МАТЕРИАЛ №0: В основном используется на частотах выше 100 МГц. Индуктивность (или число витков), полученная из расчетов, исходя из заданного параметра A_L, не может быть достаточно точной и сильно зависит от техники намотки.
МАТЕРИАЛ №1: Очень похож на материал №3 за исключением более высокого объемного сопротивления и повышенной стабильности.
МАТЕРИАЛ №2: Carbonyl ‘E’ порошковый материал с высоким объемным сопротивлением. Для изготовления высокодобротных катушек на частотах от 2 МГц до 20 МГц.
МАТЕРИАЛ №3: Carbonyl ‘HP’ материал с прекрасной стабильностью и добротностью для низких частот от 50 КГц до 500 КГц.
МАТЕРИАЛ №6: Carbonyl ‘SF’ материал. Предназначен для катушек с высокой добротностью и температурной стабильностью для частот 20 МГц — 50 МГц.
МАТЕРИАЛ №7: Carbonyl ‘TH’ материал. Очень похож на №2 и №6, но имеет более высокую температурную стабильность.
МАТЕРИАЛ №8: Этот материал имеет низкие потери в сердечнике и хорошую линейность в условиях высокого смещения по кривой намагничивания. Хороший высокочастотный материал. Самый дорогой материал.
МАТЕРИАЛ №10: Порошковый материал «W». Обеспечивает хорошую добротность и высокую стабильность для частот от 40 МГц до 100 МГц.
МАТЕРИАЛ №12: Синтетический оксидный материал, который обеспечивает хорошую добротность и умеренную стабильность для частот от 50 МГц до 200 МГц. Если высокое значение Q имеет первостепенное значение, этот материал является хорошим выбором. Если первостепенное значение имеет стабильность, предпочтительным будет материал № 17.
МАТЕРИАЛ №15: Карбонильный материал «GS6». Обладает отличной стабильностью и хорошей добротностью. Хороший выбор для коммерческих частот вещания, где важны «Q» и стабильность.
МАТЕРИАЛ №17: Это новый карбонильный материал, который очень похож на материал № 12, но он обладает лучшей температурной стабильностью. Однако по сравнению с материалом № 12 наблюдается небольшая потеря добротности, составляющая около 10% в диапазоне от 50 МГц до 100 МГц. На частотах выше 100 МГц добротность хуже примерно на 20%.
МАТЕРИАЛ №18: Этот материал имеет низкие потери в сердечнике, аналогично материалу № 8, но с более высокой проницаемостью и более низкой стоимостью. Хорошие характеристики насыщения при постоянном токе.
МАТЕРИАЛ №26: Материал с пониженным содержанием водорода. Обладает наивысшей проницаемостью из всех порошковых материалов. Используется для фильтров электромагнитных помех и дросселей постоянного тока.
МАТЕРИАЛ №30: Хорошая линейность, низкая стоимость и относительно низкая проницаемость этого материала делают его популярным для мощных дросселей ИБП больших размеров.
МАТЕРИАЛ №40: Недорогой материал. Имеет характеристики, похожие на очень популярный материал № 26. Хорошая линейность, низкая стоимость и относительно низкая проницаемость этого материала делают его популярным для мощных дросселей ИБП больших размеров.
МАТЕРИАЛ №52: Этот материал имеет более низкие потери в сердечнике при высокой частоте и такую же проницаемость, что и материал № 26. Популярен для новых конструкций высокочастотных дросселей.

 

---

Ссылки по теме:

1. Amidon™ Iron Powder toroids
2. Inductor Cores: Material and Shape Choices
3. How to choose Iron Powder, Sendust, Koolmu, High Flux and MPP Cores as output inductor and chokes
4. Подобный годный калькулятор некоторых колец и биноклей Amidon

Добавить комментарий

Бесплатная программа расчёта катушек индуктивности Coil32 — Софт для радиолюбителя — Программы

 

Катушки индуктивности практически используются почти в любой радио-аппаратуре, и довольно часто перед радиолюбителями возникает вопрос:
Как рассчитать индуктивность той, или иной катушки? Конечно можно рассчитать индуктивность по определённым формулам, но это требует времени, которого радиолюбителям всегда не хватает.
Бесплатная программа Coil32, автором которой является Кустарев Валерий, позволяет быстро рассчитать индуктивность практически любой катушки.

В программе учитываются наиболее распространенные варианты каркасов катушек. Можно рассчитать бескаркасную катушку в виде одиночного витка, на каркасах различной формы, на ферритовых кольцах и в броневых сердечниках, а также плоскую печатную катушку с круглой и квадратной формой витков. Для рассчитанной катушки, так же можно сразу рассчитать и ёмкость конденсатора в колебательном контуре.

Программа бесплатна и свободна для использования и распространения. В последней версии Coil32 v11.6.1.890 доступны расчёты:

• Одиночный круглый виток
• Однослойная виток к витку
  В качестве начальных параметров при расчете катушки можно выбрать два варианта:
  1. Известны диаметр каркаса и диаметр провода, длина намотки вычисляется.
  2. Известны диаметр каркаса и длина намотки, диаметр провода вычисляется
• Однослойная катушка с шагом
• Катушка с не круглой формой витков
• Многослойная катушка
  В качестве начальных параметров при расчете катушки можно выбрать два варианта:
  1. Известны диаметр каркаса, длина намотки и диаметр провода. Вычисляется число витков, попутно определяется толщина катушки, ее омическое сопротивление постоянному току и приблизительная длина провода для намотки («сколько надо отрезать»).
  2. Известны диаметр каркаса, длина намотки и предельное омическое сопротивление катушки. Вычисляется число витков, попутно определяется толщина катушки, нужный минимальный диаметр провода  и приблизительная длина провода для намотки.
• Тороидальная однослойная катушка
• Катушка на ферритовом кольце
• Катушка в броневом сердечнике
  (Ферритовом и карбонильном)
• Тонкопленочная катушка
  (Плоская катушка на печатной плате с круглой и квадратной формой витков и в виде одиночного прямого проводника)

Для расчета дополнительных видов индуктивности, которых нет в общем списке программы под заголовком «Выберите форму катушки» — имеется набор дополнительных плагинов «Plugins». Список плагинов и их краткое описание отображены на рисунке ниже.

 

 

В чем преимущества данной программы перед аналогами?

• Программа рассчитывает индуктивность различных типов катушек под имеющийся каркас.
• Результаты расчетов выводятся в текстовое поле справа, откуда их можно сохранить в файл. Можно открыть этот файл в «MS Word» и распечатать.
• Есть возможность рассчитать добротность для радиочастотных однослойных катушек индуктивности.
• Можно рассчитать основные параметры колебательного контура для однослойной катушки
• Можно рассчитать длину провода для намотки однослойной, многослойной катушки и катушки на ферритовом кольце.
• Для расчёта катушек в броневых сердечниках, есть возможность выбора одного из нескольких стандартных сердечников, что позволяет рассчитать катушку в несколько кликов.
• Для плоских катушек на печатной плате программа подскажет оптимальные размеры для достижения наивысшей добротности.
• Программа имеет мультиязычный интерфейс (20 языков) и дополнительные наборы скинов, которые можно скачать и установить из меню «Настройки».

Программа распространяется бесплатно в стиле «Portable» и не имеет установщика. Для работы с программой — скачайте архив, распакуйте его в любое удобное для Вас место и запустите файл Coil32.exe. При постоянной работе с программой, желательно создать для нее специальную папку и вынести ярлык Coil32.exe на рабочий стол.

Скачать Coil32.
 

 

 

 

Расчет индуктивности на ферритовом стержне.

Плагин Ferrite:
Расчет индуктивности на ферритовом стержне

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. Другими словами, нам нужно определить насколько возрастет индуктивность катушки с «воздушным сердечником» если внутрь нее вставить ферритовый стержень. Основная формула выглядит вот так:

μe = Lf / Lair = (1 + x) / (1 / k + x / μfe )

[1]

,где L_f / L_air — отношение индуктивности катушки с ферритом к индуктивности той же катушки без феррита, а коэффициенты x, k и μ_fe вычисляются по следующему алгоритму:

1. l’ = l_c + 0.45 d_c;
2. φ_φmax ≈ 1 / [ 1 + { ( ( l_f — l_c ) / d_f )^1.4 } / ( 5 μ ) ];
3. C_anf = 0.5 π ε₀ ( l_f — l_c ) / [ ln { 2 ( l_f + d_f) / d_f } — 1 ];
4. k = [ (φ_φmax C_anf / ε₀ ) + 2 d_f ] / 2 d_c
5. x = 5.1 [ l’ / d_c ] / [1+ 2.8 ( d_c / l’ )];
6. μ_fe = ( μ -1) ( d_f /d_c)² +1;

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 x и вычисляется на 5-ом шагу алгоритма.
• Параметр μ_fe учитывает случай, когда обмотка не плотно прилегает к стержню, т.е. между стержнем и обмоткой существует радиальный зазор.
• Параметр C_anf 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 C_anf 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+1021.078226*sh5 -363.8218957*sh4+71.6178135*sh3 -7.6027344*sh2+0.3013663*sh+0.995

[2]

,где

• s_h — относительное смещение = смещение s деленное на половину длины сердечника [s_h = s / ( l_f / 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) = μe Lair*K

[3]

Индуктивность катушки  «воздушным» сердечником L_air рассчитывается по алгоритму расчета однослойной катушки с учетом шага намотки. Длину намотки можно определить по следующей формуле:

,где

• N — число витков.
• d_w — диаметр провода.
• p — шаг намотки.

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 12.2 и выше.

Кроме того, вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором катушки на ферритовом стержне.

---

Источник:

1. http://g3rbj.co.uk/wp-content/uploads/2014/06/Web-The-Inductance-of-Ferrite-Rod-Antennas-issue-3.pdf
2. http://makearadio.com/tech/files/Ferrite_Rod_Inductance.pdf

---

Особая благодарность Андрею Васильевичу Каинову за конструктивную помощь и соавторство в разработке методики расчета.

Coil32 — Особенности расчета силовых дросселей

 

Очень часто у начинающих радиолюбителей возникает необходимость рассчитать дроссель на ферритовом сердечнике для импульсного источника питания, либо для другой цепи в которой циркулируют значительные токи. При этом, погуглив по запросу «расчет индуктивности на ферритовом кольце», с большой вероятностью он попадет на наш онлайн-калькулятор. Воспользовавшись этим калькулятором или самой программой Coil32 для расчета индуктивности дросселя, радиолюбитель чаще всего приходит к результатам не совпадающим ни со справочной литературой по расчету импульсных силовых цепей, ни с реальностью (пример обсуждения подобной ситуации на форуме). Дело может даже закончиться выгоранием транзисторов и прочих мосфетов и проклятиями в адрес разработчиков Coil32. В чем же дело? Давайте разберемся…

Причина кроется в том, что начинающие радиолюбители часто либо не знают, либо имеют упрощенный взгляд на особенности намагничивания феррита. Вот мы взяли сердечник, засунули его в катушку и ее индуктивность возросла на величину относительной магнитной проницаемости сердечника. Верно? Верно, да не совсем! Один только факт, что для описания свойств феррита существует несколько магнитных проницаемостей, говорит, что не все так однозначно. Магнитные свойства феррита наиболее полно описываются семейством так называемых кривых намагничивания, иначе называемых «петля гистерезиса». Как происходит процесс намагничивания/размагничивания феррита, что такое остаточная индукция B_r, коэрцитивная сила H_c, индукция насыщения, предельная петля гистерезиса [1] и т.д. уже достаточно подробно описано и вы можете прочитать об этом по ссылкам в конце статьи. Мы же остановимся здесь на том, как меняется магнитная проницаемость сердечника в процессе его перемагничивания, поскольку этот параметр использует для расчетов Coil32. Вот неполный список понятий магнитной проницаемости в котором начинающему радиолюбителю не грех и запутаться:

• Относительная и абсолютная магнитная проницаемость. По сути различаются только множителем µ₀ = 4π*10^-7., который реально согласует в системе СИ единицы измерения в электромагнетизме и единицы длины и условно именуется как магнитная проницаемость вакуума или магнитная постоянная.
• В общем случае величина относительной магнитной проницаемости пропорциональна наклону касательной к кривой намагничивания в данной точке. Эта величина называется дифференциальной магнитной проницаемостью. Она не постоянна и динамически меняется при движении по кривой намагничивания.
• Начальная магнитная проницаемость µ_i характеризуется наклоном начальной кривой намагничивания [0] в начале координат. Обычно эта величина приводится в справочниках.
• Максимальная магнитная проницаемость µ_max. При намагничивании феррита его магнитная проницаемость растет, достигая некоторого максимума, а затем начинает уменьшаться. Величина максимальной магнитной проницаемости обычно в разы больше начальной. Также можно найти в справочниках по ферритам.
• Динамическая магнитная проницаемость. Характеризует насколько возрастет индуктивное сопротивление переменному току у катушки, если воздух вокруг нее заменить на наш феррит. Т.е. как раз то, что нас интересует. Если феррит помещен в относительно слабое переменное магнитное поле, не загоняющее его в предельную петлю гистерезиса, то его петлю перемагничивания (частную петлю гистерезиса) можно приближенно представить как эллипс. Тогда с достаточным приближением можно считать, что динамическая магнитная проницаемость характеризуется наклоном большой оси этого эллипса.
• Эффективная магнитная проницаемость. Это величина относится не к самому ферриту, а к сердечнику из него с разомкнутой магнитной цепью.

При слабых полях, без подмагничивания постоянным током (важно!), феррит перемагничивается условно по кривой [3] и в этом случае величина динамической магнитной проницаемости близка к величине начальной магнитной проницаемости феррита. Поэтому в слаботочных цепях с относительно небольшой погрешностью при расчетах можно использовать величину начальной магнитной проницаемости, что и делает наш онлайн калькулятор и программа Coil32.

---

Другое дело силовой дроссель в импульсной схеме питания. Ферриты широкого применения имеют относительно низкое значение индукции насыщения (около 0.3Т), поэтому в цепи силового ключа дроссель переключается между максимальным значением поля, когда он почти заходит в режим насыщения и нулевым значением поля, когда он размагничивается до величины остаточной индукции (кривая [4]). Как мы видим наклон большой оси эллипса 4 намного меньше чем у эллипса 3. Другими словами магнитная проницаемость сердечника в таком режиме значительно снижается. Ситуация усугубляется если сердечник дросселя кроме того подмагничивается постоянным током (кривая [5]). Предельная петля гистерезиса реального феррита более прямоугольна, чем на нашем схематическом рисунке и, в итоге, динамическая магнитная проницаемость силового дросселя на ферритовом кольце падает до единиц. Будто бы феррита и нет совсем! В итоге, индуктивное сопротивление дросселя падает, ток резко возрастает (что ведет еще к большему уменьшению µ!), ключевой транзистор греется и выходит из строя. А расчеты из Coil32 для такого дросселя дают абсолютно неверный результат. Ведь мы использовали при расчете начальную магнитную проницаемость, а в реальной схеме она на два-три порядка меньше. В такую же ситуацию вы попадете, если измерите относительную магнитную проницаемость кольца методом пробной намотки, ведь прибор, измеряющий индуктивность, также является слаботочным устройством.

Выходом из ситуации является использование ферритового сердечника с разорванной магнитной цепью. В случае ферритового кольца, его приходится ломать пополам и потом склеивать с зазором. Предельная петля гистерезиса такого сердечника становится более пологой [2], остаточная индукция значительно меньше [B’r], эффективная магнитная проницаемость тоже меньше, чем у сердечника без зазора. Однако при этом, кривая перемагничивания [6] показывает, что динамическая магнитная проницаемость у такого дросселя намного выше, чем у аналогичного, но с сердечником без зазора. Реально она имеет величину порядка 50..100 и слабо зависит от величины начальной магнитной проницаемости феррита. Coil32 такой дроссель также не в состоянии правильно рассчитать, поскольку не учитывает немагнитный зазор. Другим выходом из ситуации является применение специальных колец для силовых дросселей из распыленного железа, Iron Powder (это не феррит). Именно такие кольца можно найти в импульсных блоках питания и на материнских платах компьютеров. «Зазор» в таком кольце как бы размазан по всему его объему.

Вывод. Программа Coil32 рассчитывает только слаботочные катушки на ферритовых кольцах, работающие в слабых полях. Для расчета силовых дросселей необходимо применять совершенно другую методику, в чем вам могут помочь следующие ссылки:

1. КАК ЖЕ РАБОТАЮТ ТРАНСФОРМАТОРЫ И ДРОССЕЛИ — физические законы по которым работают трансформаторы и дроссели, петля гистерезиса, основные формулы.
2. Трансформаторы и дроссели для ИИП — формулы и таблицы для расчета дросселей и трансформаторов импульсных источников питания.
3. Сердечники из распылённого железа (IronPowder) — таблицы параметров сердечников из порошкового железа.
4. Дроссели для импульсных источников питания на ферритовых кольцах — таблицы и формулы для расчета дросселя на кольце из феррита широкого применения.
5. РАСЧЁТ ДРОССЕЛЯ — В.Я. Володин. Изложена оригинальная методика расчетов силовых дросселей как на стальных, так и на ферритовых сердечниках. Приведены формулы расчетов и примеры.
6. Силовая электроника для любителей и профессионалов Б.Ю. Семенов 2001 — Доступным языком рассказывается о проектировании импульсных устройств питания. (Выбор магнитных материалов, расчет дросселей и трансформаторов, «Зачем нужен этот зазор?», MOSFET, IGBT, чоппер, бустер и т.п.) Практические примеры конструкций и расчетов.
7. Параметры ферритов широкого применения — справочная таблица основных характеристик.