Что такое активное сопротивление катушки. Активное сопротивление катушки индуктивности: что это, формула и расчеты

Что такое активное сопротивление катушки индуктивности. От чего оно зависит. Как рассчитать активное сопротивление катушки. Какие факторы влияют на активное сопротивление. Как измерить активное сопротивление катушки.

Что такое активное сопротивление катушки индуктивности

Активное сопротивление катушки индуктивности — это сопротивление, которое оказывает катушка постоянному току. Оно обусловлено омическим сопротивлением провода, из которого намотана катушка.

Основные характеристики активного сопротивления катушки:

• Измеряется в Омах
• Обозначается буквой R
• Зависит от длины и сечения провода катушки
• Не зависит от частоты тока на низких частотах
• Вызывает тепловые потери энергии в катушке

От чего зависит активное сопротивление катушки

Активное сопротивление катушки индуктивности зависит от следующих факторов:

1. Длина провода катушки — чем длиннее провод, тем больше сопротивление
2. Сечение провода — чем тоньше провод, тем выше сопротивление
3. Материал провода — медь имеет меньшее удельное сопротивление, чем алюминий
4. Температура — с ростом температуры сопротивление увеличивается
5. Частота тока — на высоких частотах проявляется скин-эффект, увеличивающий сопротивление

Формула расчета активного сопротивления катушки

Активное сопротивление катушки индуктивности можно рассчитать по формуле:

R = ρ * l / S

Где:

• R — активное сопротивление, Ом
• ρ (ро) — удельное сопротивление материала провода, Ом*мм²/м
• l — длина провода катушки, м
• S — площадь поперечного сечения провода, мм²

Пример расчета активного сопротивления катушки

Рассчитаем активное сопротивление катушки со следующими параметрами:

• Длина провода — 10 м
• Диаметр провода — 0.5 мм
• Материал — медь (ρ = 0.0175 Ом*мм²/м)

Решение:

1. Рассчитаем площадь сечения: S = π * d² / 4 = 3.14 * 0.5² / 4 = 0.196 мм²
2. Подставим значения в формулу: R = 0.0175 * 10 / 0.196 = 0.89 Ом

Таким образом, активное сопротивление данной катушки составляет 0.89 Ом.

Влияние скин-эффекта на активное сопротивление

На высоких частотах активное сопротивление катушки увеличивается из-за скин-эффекта. Это явление заключается в вытеснении тока к поверхности проводника.

Факторы, влияющие на скин-эффект:

• Частота тока — чем выше частота, тем сильнее эффект
• Диаметр провода — в толстых проводах эффект проявляется сильнее
• Магнитная проницаемость материала провода

Для уменьшения влияния скин-эффекта применяют:

• Многожильные провода (литцендрат)
• Покрытие провода серебром
• Использование полых проводников

Методы измерения активного сопротивления катушки

Существует несколько способов измерить активное сопротивление катушки индуктивности:

1. Измерение мультиметром

Это самый простой метод, но он дает не очень точные результаты, особенно для катушек с малым сопротивлением.

Порядок измерения:

1. Установите мультиметр в режим измерения сопротивления
2. Подключите щупы к выводам катушки
3. Считайте показания с дисплея

2. Метод вольтметра-амперметра

Этот метод дает более точные результаты, особенно для катушек с малым сопротивлением.

Порядок измерения:

1. Подключите катушку к источнику постоянного тока
2. Измерьте ток, протекающий через катушку
3. Измерьте напряжение на катушке
4. Рассчитайте сопротивление по закону Ома: R = U / I

3. Мостовой метод

Этот метод обеспечивает наиболее точные измерения активного сопротивления катушки.

Принцип измерения:

• Катушка включается в одно из плеч моста сопротивлений
• Мост уравновешивается изменением сопротивлений других плеч
• По значениям сопротивлений в плечах моста рассчитывается сопротивление катушки

Влияние активного сопротивления на работу катушки

Активное сопротивление катушки индуктивности оказывает существенное влияние на ее характеристики и работу в электрических цепях:

1. Тепловые потери

При протекании тока через катушку часть энергии рассеивается в виде тепла из-за активного сопротивления. Это приводит к нагреву катушки и снижению КПД устройства.

2. Снижение добротности

Добротность катушки — важный параметр, характеризующий ее качество. Она обратно пропорциональна активному сопротивлению. Чем выше активное сопротивление, тем ниже добротность катушки.

3. Влияние на частотные характеристики

Активное сопротивление влияет на частотные характеристики цепей с катушками индуктивности. Оно определяет ширину полосы пропускания колебательных контуров и фильтров.

4. Ограничение максимального тока

Активное сопротивление ограничивает максимальный ток, который может протекать через катушку без ее перегрева и повреждения.

Способы уменьшения активного сопротивления катушки

Для снижения активного сопротивления катушки индуктивности применяют следующие методы:

• Использование провода большего сечения
• Применение проводников с меньшим удельным сопротивлением (например, серебра)
• Охлаждение катушки для снижения температурной составляющей сопротивления
• Использование многожильных проводов (литцендрат) для уменьшения скин-эффекта
• Применение сверхпроводников в специальных устройствах

Практическое применение знаний об активном сопротивлении катушек

Понимание природы и характеристик активного сопротивления катушек индуктивности важно во многих областях электротехники и электроники:

1. Проектирование трансформаторов

При разработке трансформаторов учитывают активное сопротивление обмоток для расчета потерь и КПД устройства.

2. Разработка фильтров

В конструкции электрических фильтров активное сопротивление катушек влияет на их частотные характеристики и добротность.

3. Создание колебательных контуров

Активное сопротивление катушки определяет добротность и полосу пропускания колебательных контуров в радиотехнике.

4. Проектирование электродвигателей

При разработке электродвигателей учитывают активное сопротивление обмоток для расчета потерь и эффективности.

5. Разработка источников питания

В импульсных источниках питания активное сопротивление дросселей влияет на КПД и тепловые режимы работы.

формула, от чего зависит, в чем измеряется активное сопротивление

Содержание:

Что такое сопротивление

Ток, протекая через провода и различные радиодетали, тратит свою энергию. Это явление количественно выражается величиной сопротивления. В электротехнике его разделяют на активное и реактивное сопротивление. В первом случае при прохождении тока часть его энергии превращается в тепловой вид, а иногда и в другие (например, проявляется в химических реакциях). Величина активного сопротивления зависит от частоты переменного электротока и возрастает с ее увеличением.

Второй тип сопротивления имеет более сложную природу и возникает в момент включения или выключения потребителя электроэнергии в сеть переменного или постоянного тока. В цепи с реактивным сопротивлением энергия электрического тока частично превращается в другую форму, а затем переходит обратно, то есть, наблюдается периодический колебательный процесс. Полное сопротивление цепи включает в себя активный и реактивный типы, которые учитываются по особым правилам.

Виды сопротивления

В электротехнике рассматривается активное электрическое сопротивление, а также две разновидности реактивного: индуктивное и ёмкостное.

Какое сопротивление называется реактивным, какое активным

Активное электросопротивление — это важный параметр электрической сети, который обуславливает превращение электрической энергии, поступающей в участок электроцепи или в отдельный элетроэлемент в любой другой тип энергии: химическую, механическую, тепловую, электромагнитную. Процесс превращения при этом считаю необратимым.

Типы рассматриваемой величины и формулы ее расчета

Реактивное сопротивление по-другому называется реактансом и представляет собой сопротивляемость элементов электроцепи, которые вызывается измерением силы электротока или напряжения из-за имеющейся емкости или индуктивности этого элемента. При реактансе происходит обменный процесс между отдельным компонентом сети и источником энергии. Часто это понятие относят к простому электрическому сопротивлению, однако оно отличается некоторыми моментами.

Течение переменного электротока не зависит от типа сопротивляемости элементов и всей сети

Какие отличия

Отличия этих типов электросопротивления в том, что «внутри» активностного типа энергия не накапливается, так как она попадает в активностый элемент и отдается окружающей среде в виде другого ее типа. Это может быть тепло или механическое поднятие груза, свечение, химическая реакция, задание чему-либо скорости.

Индуктивная величина и ее формулы

Важно! Преданная электроэлементу с активностным электросопротивлением энергия преображается и конвертируется, но не возвращается в сеть.

Сопротивляемость же реактивная, наоборот, копит энергию внутри себя за ¼ всего периода синусоидального электротока, а за следующую четверть возвращает ее обратно в сеть. То есть, в окружающую среду полученная энергия не передается.

Комплексная сопротивляемость отдельного элетроэлемента сети R

В активностном типе фазы электрических токов и напряжения совпадают, следовательно, выделяется некоторое количество электроэнергии. В реактивном виде фазы электротока и напряжения расходятся, поэтому энергия передается обратно. Это во многом объясняет то, что активностные электроэлементы нагреваются, а реактивные — нет.

Активная сопротивляемость в цепи переменного синусоидального тока

Области проявления

Реактанс электросопротивления проявляется в емкости и индукции. Первое обуславливается наличием емкости проводниках и обмотках или включением в электрическую цепь переменного тока различных конденсаторов. Чем выше емкость потребителя и угловой частоты сигнала электротока, тем меньше емкостная характеристика.

Вам это будет интересно  Особенности активно-емкостной нагрузки

Сопротивляемость, которую оказывает проводник переменному току и электродвижущей силе самоиндукции, называется индуктивным. Оно зависит от индуктивности потребителя. Чем выше его индуктивность и выше частота переменного электротока, тем выше индуктивное электросопротивление. Выражается оно формулой: xl = ωL, где xl — это электросопротивление индукции, L — индуктивность, а ω — угловая частота тока.

Емкостный реактанс электросопротивление проявляется, например, в конденсаторе, который накапливает электроэнергию в виде электромагнитного поля между своими обкладками. Индуктивное электросопротивление можно наблюдать в дросселе, который накапливает энергию в виде магнитного поля внутри своей обмотки.

Активностным же электросопротивлением может обладать любой резистор, линии электропередач, обмотки трансформатора или электрического двигателя.

Индукция ЭДС может наблюдаться в дросселе

Таким образом, активный резист и реактанс во многом отличаются друг от друга не только разницей по названию, но и по физическим свойствам. Первый вид превращает электроэнергию в другой вид и отдает ее в окружающую среду. Второй же — возвращает ее обратно в электросеть.

Переменный ток

Для того чтобы понять, что такое активное сопротивление, необходимо разобраться в самом явлении переменного тока. Переменным является такой тип тока, который непрерывно изменяет направление своего протекания. Во время протекания потенциалы переменного тока постоянно изменяются. Это происходит благодаря работе генератора, а точнее за счет взаимодействия магнитного поля с медной обмоткой. Движение хорошо прослеживается при помощи осциллографа. Своей формой оно напоминает синусоиду.

Роль переменного тока сложно переоценить. Главное его достоинство заключается в простоте передачи от источника к потребителю, возможность занижать или увеличивать напряжение при помощи трансформаторов. Также, переменные электрические токи можно доставлять потребителю с гораздо меньшими затратами.

Активное сопротивление

Переменный ток доставляется потребителю с целью его преобразования в иные виды энергии, например, тепло и свет. В бытовых сетях преобладает использование однофазного переменного тока. При подключении потребителя создается активное сопротивление.

Простые цепи переменного тока с активным сопротивлением включает в себя генератор тока и идеальный резистор. При этом должны соблюдаться необходимые условия для идеальной цепи:

1. Активное сопротивление не должно равняться нулю, обязательное условие.
2. Емкость и индуктивность цепи должны быть равны нулю.

Также, для идеального активного сопротивления должны соблюдаться следующие условия:

1. Соблюдаются закон Ома для мгновенных, среднеквадратичных и амплитудных параметров цепи.
2. Значение полностью независимо от амплитудных колебаний.
3. Между током и напряжением отсутствует сдвиг фаз.
4. Элемент, находящийся под напряжением, выделяет долю тепловой энергии, то есть нагревается.

Все эти условия позволяют электрическим приборам работать в пределах точно установленных параметров с максимальным КПД. Любое изменение может быть причиной отсутствия надежного контактного соединения или неисправностью самого потребителя.

Для того чтобы рассчитать величину активного сопротивления в цепи, необходимо знать величину напряжения и силы тока. Для расчета используется формула: R=U/I. Формула состоит из следующих значений:

1. «R» — сопротивление, Ом;
2. «U» — величина напряжения, вольт;
3. «I» — величина силы тока, ампер.

Далее можно сделать простой расчет. В качестве потребителя выступает электрическая печь, включенная в цепь однофазного переменного тока:

1. Напряжение цепи 240 вольт.
2. При замере силы тока получено значение 4 ампера.
3. R= 240/4=60 Ом.

Расчетная величина активного сопротивления — это не окончательное значение. На нее влияет прежде всего сечение проводов включенных в цепь, схема взаимодействия между цепями емкостных и полупроводниковых элементов.

Активное значение цепи также вызывает безвозвратную потерю первоначальной электрической энергии, а так же приводит к снижению мощности.

Зависимость

Величина активного сопротивления во многом зависит от диаметра проводников. При подаче высокочастотных токов, сопротивление проводника может быть снижено, только если его поверхностный слой намного тоньше основного. Для того чтобы добиться идеального сечения, этот слой должен состоять из материала с очень высокой проводимостью, например, золота или серебра. Данный эффект возникает по причине взаимодействия напряжения и магнитного поля, образованного им. Поле сильно влияет на ток, протекающий по проводнику и выталкивает его на поверхностный слой. Таким образом ближе к поверхности проводника проводимость снижается и становится критично малой в его верхнем слое.

Так же присутствуют следующие эффекты: потери утечки и диэлектрические потери. Оба эффекта связаны с наличием конденсатора в цепи. Диэлектрические потери возникают за счет увеличения температуры диэлектрика внутри конденсатора. Потеря утечки возникает в следствии доли пробоя изолятор конденсатора.

Гистерезис. Это тоже тип потери энергии переменного тока. Такая потеря возникает при формировании магнитного поля вокруг предметов из металла. Электромагнитное воздействие приводит к нагреванию металла, а значит преобразованию энергии.

Последним фактором утечки является радиоизлучение. Радиоволны появляются по причине сильного магнитного поля и его взаимодействия с металлами цепи. Для подавления, особенно в радиоаппаратуре, используются экраны, которые впитывают часть поля и отталкивают остальную долю.

 Мгновенная мощность в цепи переменного тока с активным сопротивлением.

При переменных величинах напряжения и тока скорость преобразования электрической энергии в приемнике, т. е. его мощность, тоже изменяется. Мгновенная мощность равна произведению мгновенных величин напряжения и тока: p  = Umsinωt * Imsinωt = UmImsin2ωt

Из тригонометрии найдём 

Более наглядное представление о характере изменения мощности в цепи дает график в прямоугольной системе координат, который строится после умножения ординат кривых напряжения и тока, соответствующих ряду значений их общего аргумента — времени t. Зависимость мощности от времени — периодическая кривая (рис. 13.2). Если ось времени t поднять по чертежу на величину р = Pm√2 = UmIm√2,то относительно новой оси t’ график мощности является синусоидой с двойной частотой и начальной фазой 90°:

Таким образом, в первоначальной системе координат мгновенная, мощность равна сумме постоянной величины Р= UmIm√2 и перемен- ной р’:

р = Р + р’

Анализируя график мгновенной мощности, нетрудно заметить, что мощность в течение периода остается положительной, хотя ток и напряжение меняют свой знак. Это получается благодаря совпадению по фазе напряжения и тока.

Постоянство знака мощности говорит о том, что направление потока электрической энергии остается в течение периода неизменным, в данном случае от сети (от источника энергии) в приемник с сопротивлением R, где электрическая энергия необратимо преобразуется в другой вид энергии. В этом случае электрическая энергия называется активной.

Если R — сопротивление проводника, то в соответствии с законом Ленца — Джоуля электрическая энергия в нем преобразуется в тепло.

Активная мощность для цепи переменного тока с активным сопротивлением

Скорость преобразования электрической энергии в другой вид энергии за конечный промежуток времени, значительно больший периода изменения тока, характеризуется средней мощностью. Она равна средней мощности за период, которую называют активной.

Активная мощность — среднее арифметическое мгновенной мощности за период.

Для рассматриваемой цепи активную мощность Р нетрудно определить из графика рис. 13.2. Средняя величина мощности равна высоте прямоугольника с основанием Т, равновеликого площади, ограниченной кривой р(t) и осью абсцисс (на рисунке заштриховано).

Равенство площадей РТ = Sp выполняется, если высоту прямоугольника взять равной половине наибольшей мгновенной мощности Pm.

В этом случае часть площади Sp , находящаяся выше прямоугольника, точно укладывается в оставшуюся незаштрихованной его часть:

P = UI

Активная мощность для данной цепи равна произведению действующих величин тока и напряжения:

P = UI = I2R

С математической точки зрения активная мощность является постоянной составляющей в уравнении мгновенной мощности p(t) [см. выражение (13.2)].

Среднюю мощность за период можно найти интегрированием уравнения (13.2) в пределах периода:

Сопротивление R, определяемое из формулы (13.3) отношением активной мощности цепи к квадрату действующего тока, называется активным электрическим сопротивлением.

В чем измеряется реактивное сопротивление

Само по себе, явление реактанса характерно только для цепей с электрическим током переменного типа. Обозначается оно латинской буквой «X» и измеряется в Омах. В отличие от активностного варианта, реактанс может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Знак «+» или «-» соответствует знаку, по которому сдвигается фаза электротока и напряжения. Знак положительный, когда ток отстает от напряжения и отрицателен, когда кот опережает напряжение.

Важно! Абсолютно чистое реактивное электросопротивление имеет сдвиг фазы на ± 180/2. То есть, фаза «двигается» на π/2.

Как правильно измерять сопротивление

При работе с радиоаппаратурой иногда требуется измерять не только активностное, но и реактивное электросопротивление (индуктивность и емкость). Для измерений применяют косвенный метод использования мультиметра, а более точные значения получают при мостовом методе.

Косвенный метод наиболее прост в своей реализации, так как не требует дополнительных схем включения. Одна требуется наличие трех отдельных приборов: амперметра, вольтметра и ваттметра. Если измерить напряжение и силу электротока в цепи, то можно получить полное электросопротивление: Z=U*I После измерения активностной мощности P, можно получить величину активного сопротивления отдельного элемента: R= P/I².

Катушка

Катушка индуктивности представляет собой металлический или ферритный сердечник, на который намотано несколько витков медного провода. Элемент обладает следующими свойствами:

1. За счет индуктивности ограничивается скорость изменения токов.
2. С увеличением частоты тока катушка способна увеличить свое сопротивление (скин-эффект).
3. Создает магнитное поле.
4. Увеличивает и накапливает напряжение.
5. Создает сдвиг фаз переменного тока.
6. Пропорционально скорости движения тока создает ЭДС самоиндукции.

Все эти свойства находят применение при разработке радиоприемных устройств, генераторов частоты, тестеров, магнитометров и других видов сложного оборудования.

Конструкция и разновидности

Все типы катушек индуктивности имеют одинаковую конструкцию, независимо от области их использования. Особенности, внесенные для получения индивидуальных параметров, влияют на тип детали.

1. Соленоид. Компонент с увеличенной общей длиной обмоточного провода. Обмотка больше диаметра детали.
2. Тороидальная. В такой катушке соленоид выполнен в форме «тора».
3. Многослойный тип, имеет несколько рядов обмотки.
4. Секционированная. Обмотка имеет несколько разделенных секций, иногда из провода разного сечения. Наиболее известной катушкой этого типа является трансформатор или дроссель.
5. Универсальная, может совмещать сразу несколько вариантов обмотки.

Независимо от конструкции, все катушки работают по одному и тому же принципу.

Замер сопротивления и формула расчета

Замерить активное сопротивление катушки индуктивности можно только в обесточенном виде. Делается это при помощи мультиметра.

1. Мультиметр надо перевести в режим омметра.
2. Красный измерительный щуп соединить с первым выходом катушки.
3. Черный измерительный щуп соединить со вторым выходом.
4. Прибор покажет только активное сопротивление обмотки.

При помощи тестера можно определить только целостность витков. Если элемент включен в цепь под напряжением, то величину сопротивления находят за счет простого вычисления по формуле: Z=U/I.

Для расчета по этой формуле, при помощи тестера определяют сначала величину тока (I) и напряжения (U). Активное сопротивление измеряется в Омах.

Зная формулу расчета активного и индуктивного сопротивления, полное сопротивление элемента может быть найдено с помощью формулы:

Z= 2×(R×R+XL×XL)

В этом выражении R является активным сопротивлением, а XL — индуктивным.

Активное сопротивление катушки

Активное сопротивление обуславливается омической характеристикой проводов обмотки. При работе на низких частотах, омическое сопротивление не зависит от частоты. В мощных устройствах необходимо учитывать эффект близости, который заключается в том, что токи и образуемое ими магнитное поле вызывают вытеснение тока в проводах соседних витков. В результате, снижается эффективное используемое сечение провода и растет его омическое сопротивление.

Обратите внимание! На высоких частотах проявляется скин-эффект, который заключается в том, что ток вытесняется в поверхностные слои провода. В результате этого снижается используемое сечение кабеля. Для снижения скин-эффекта вместо одного проводника используют жгут из нескольких более тонких – литцендрат, либо поверхность провода покрывают слоем серебра, поскольку оно обладает наименьшим удельным сопротивлением.

Скин-эффект

В мощных электромагнитных системах (ускорители частиц) для снижения активного сопротивления, используется свойство сверхпроводимости – полное исчезновение сопротивления при охлаждении некоторых материалов ниже критической температуры.

Провод литцендрат

Во многих случаях применения катушек индуктивности следует учитывать влияние активного сопротивления обмоток. Данный параметр может отрицательно влиять не только путем снижения добротности, но и вызывать повышенный нагрев проводников обмоток в том случае, когда устройство работает с большими токами.

Определение активного сопротивления проводов

Активное сопротивлении проводов проще всего определять по справочным данным, составленным на основании ГОСТ 839-80 – «Провода неизолированные для воздушных линий электропередач» таблицы 1 – 4. Данные таблицы вы сможете найти непосредственно в самом ГОСТ, приведу лишь не которые.
Пользоваться всеми известными формулами по определению активного сопротивления — не рекомендуется [Л1. с.18],связано это с тем, что действительное сечение отличается от номинального сечения, провода выпускались в разное время, по разным ГОСТ и ТУ и величины удельной проводимости (ρ) и удельного сопротивления (γ) у них разные:

где:

• γ – значение удельной проводимости для медных и алюминиевых проводов при температуре 20 °С принимается: для медных проводов – 53 м/Ом*мм2; для алюминиевых проводов – 31,7 м/Ом*мм2;
• s – номинальное сечение провода(кабеля),мм2;
• l – длина линии, м;
• ρ – значение удельного сопротивления принимается: для медных проводов — 0,017-0,018 Ом*мм2/м; для алюминиевых проводов – 0,026 — 0,028 Ом*мм2/м, см. таблицу 1.14 [Л2. с.30].

Активные сопротивления стальных проводов математическому расчету не поддаются. Поэтому рекомендую для определения активного сопротивления использовать приложения П23 – П25 [Л1. с.80,81].

Формулы, зависимости и виды индуктивности

Электрическая индуктивность L – это величина, равная коэффициенту пропорциональности между током I, протекающим в замкнутом контуре, и создаваемым им магнитным потоком, иначе называемым потокосцеплением Y:

Y = LI.

Если к выводам катушки на некоторое время приложить напряжение, то в ней начнёт протекать ток I и формироваться магнитное поле. Чем меньше индуктивность L, тем быстрее протекает данный процесс. В итоге рассматриваемый двухполюсник накопит некоторое количество потенциальной энергии. При отключении питания он будет стремиться её вернуть. В результате на выводах катушки образуется ЭДС самоиндукции E, которая многократно превышает изначально приложенное напряжение. Подобная технология ранее использовалась в магнето систем зажигания ДВС, а сейчас широко встречается в повышающих DC-DC преобразователях.

Формула ЭДС самоиндукции, здесь t – это время, в течение которого ток I уменьшится до нуляПростой DC-DC повышающий преобразователь

Катушка (она же – дроссель) – это радиодеталь с ярко выраженной индуктивностью, ведь именно для этого её и создавали. Однако подобным свойством обладают в принципе все элементы. Например, конденсатор, резистор, кабель, просто кусок провода и даже тело человек также имеют некоторую индуктивность. В расчетах ВЧ схем это обязательно принимается во внимание.

Важно! Проводя измерение индуктивности специализированным прибором, стоит помнить, что нельзя держаться руками за оба его вывода. В противном случае показания могут измениться и будут неверными. Вызвано это включением в измеряемую цепь тела человека с его собственной индуктивностью.

Предыдущая

РазноеЧто такое фазное и линейное напряжение?

Следующая

РазноеБлуждающие токи и способы борьбы с ними

чем это может быть полезно?

1) Сопротивление катушки постоянному току обозначается буквой R.

Re — фактическое сопротивление катушки постоянному току. Именно это сопротивление увидит усилитель в двух случаях: когда катушка вне магнитного поля, когда катушка в состоянии покоя(не подведен ток, заклинила и т.п.). То есть, знать Re нужно только для этих вот случаев.

Измерить можно обычным мультиметром, но хороших их мало, а значит измерение в большинстве случаев будет совсем не точным. Правильно взять батарейку, на короткое время подключить к ней катушку и измерить силу тока+напряжение, а затем рассчитать Re как U/I.

Rnom — номинальное сопротивление катушки постоянному току. 

Когда в любой заявке, будь то сопротивление, или мощность, или давление, или что-угодно еще, вы видите слово «номинальное» — знайте, это НЕ измеренный параметр, а приведенный, назначенный. Так, Rnom — часто это банально округленный в бОльшую сторону Re. То есть, заявка Rnom 2+2Ом на деле может означать и 1.1+1.1, и 1.9+1.9, и 1.1+1.9 Ом. 

В хороших случаях, не лишенных смысла, и редких, Rnom = Zmin. Как вы понимаете, в остальных случаях знание Re или Rnom для не профессионала, в общем-то, бесполезно. Заявляя Rnom, подавляющее большинство производителей, с одной стороны, бережет вас от поломок, а с другой — вынуждает приобретать более дорогие усилители.

2) Индуктивное сопротивление обозначается буквой Z. В народе такое сопротивление называют «импеданс» («импеданс» в переводе с англ и значит «сопротивление»). 

Во всех прочих случаях, кроме описанных выше, усилитель видит Z, а не R. Z — гораздо более сложный, комплексный параметр, который изменяется в зависимости от многих факторов. Однако, Z не бывает ниже Re, а выше — бывает почти всегда.

Zmin и Zmax — минимальное и максимальное сопротивление, которое увидит усилитель. Оба прямо или косвенно зависят от частоты, от хода, от мощности, от характера акустической нагрузки(и корпуса, и салона), от температуры, от конструкции динамика… 

Имеет смысл измерять Z как для динамика вне оформления, так и в полностью готовой, законченной системе. Измерения проще всего выполнить путем измерения силы тока и напряжения, а затем вычислить Z через U\I. 

Оформление не может сделать Zmin ниже, чем то, что измерено на динамике вне оформления. 

В ситуации, когда катушка стремится покинуть зазор, оба эти сопротивления устремляются к Re. Зная это, возможно определять и так контролировать величину хода, что полезно во множестве случаев.

Нет никаких вариантов «предположить» Z без фактических измерений — импеданс от системы к системе сильно отличается. Вопрос «а можно ли подключать пару DD812 в 0.25» звучит глупо и без измерений не имеет ответа. 

Znom или номинальный импеданс — это очередная «заявка», сделанная с теми или иными целями. Иногда Znom=Zmin*1,15, в других случаях Znom=Zmin*1,3, ну а во многих случаях — от балды.

Z-характеристика. 

Если измерить импеданс на каждой частоте, то на выходе получим «Z-характеристику динамика» или «Z-кривую» или «импедансную кривую». Зная Z-кривую, можно выяснить множество моментов, полезных для проектирования системы, от подбора усилителей и до проектирования корпуса. Дайте знать если вам интересно — сделаем отдельный пост.

Обратите внимание на комментарии к иллюстрациям.

3) Z и усилитель.

Взяли вы в руки динамик, измерили Zmin, и теперь подбираете к нему усилитель. 

Мощность, как известно, является произведением силы тока на напряжение. Напряжение ведет к клипу, а ток ведет к перегреву — и то, и другое в перспективе плохо. 

Т.к. напряжение и сила тока — оба описывают один и тот же процесс и не существуют друг без друга, то выбор усилителя достаточно прост. За одни и те же деньги вы выберете или надежность+меньшую мощность, или риск+большую мощность. Тут нет никаких иных вариантов, никаких чудодейственных иноземных рецептов.

Имея некий Z на частоте настройки ФИ, мы видим огромный рост ниже и выше, за которыми следуют глубокие спады. Кроссоверы сверх-высоких порядков что-то обрежут, а 1-4 порядки — нет. Поэтому, бюджетные усилители следует подбирать, ориентируясь на Zmin динамика вне оформления, а топовые модели с большим запасом в БП — ориентируясь на Z, найденный на частоте настройки.

Как мы можем менять Z? С одной стороны, можем выбирать сопротивление катушек, для того они и сделаны разными, с другой стороны — использовать один мощный или мост более слабых усилителей (в т.ч. «бразилию»).

---

Измерение Re — только 2 из 5 моих мультиметров показывают более-менее верное значение. Оба они стоят не 100р, да и то измеряют не сразу — приходится некоторое время ждать.

---

0.387/0.78 = 0.496 Ом. Вот так гораздо лучше. Для замера сгодится и пара мультиков за 100р каждый — дешево и сердито. Ну и попутно выяснили, что заявка катушек(Rnom) 1+1Ом — это именно Re. Честный Re, и, тем не менее, не Zmin.

---

Re этого динамика равен 0.5Ом. Посмотрите, как растет и как меняется импеданс на разной подведенной мощности на одной и той же частоте — от 2.8 и до 1.8Ом. И это не предел, тк динамик вытерпит гораздо больше. 

Этот же разброс увидит и ваш усилитель. То есть, ориентироваться на маломощные измерения (а именно такие регламентированы большинством стандартов), определенно, не следует.

Современные теории, учитывающие реальную картину, сложны и не популярны, понятны лишь узкому кругу специалистов, как правило, занятых профессиональной разработкой АС. Если вы не один из них — проще измерьте Z-кривую своей системы сразу на максимальном используемом ходе\мощности и по полученным цифрам делайте выводы.

---

А это замер Z-кривой динамика в реальном оформлении. Тут, как видим, Z на частоте настройки(33Гц) равен 2.7Ом, а Zmin приходится на 63Гц и равен 2.1Ом.

Если выбирать усилитель в эту систему, то в случае с DD DM серией ориентироваться следует на Z@63Гц, а в случае с DD M — на Z@33Гц. То есть, с выбором в пользу DD M, получим либо серьезный запас в надежности, либо существенно больше мощности при равной надежности — и то, и другое очень неплохо! Ну а с выбором DD DM — неплохо сэкономим!

Если рассматриваете другие усилители, не DD, то картина в целом будет такой же — усилитель, который не боится больших токов, всегда надежнее. Усилитель с минимальной заявкой 2 Ом сработает тут на пределе своих возможностей, тогда как усилитель с заявкой 1Ом покажет очень большой запас.

К тому же, если фильтрами высоких порядков обрезать диапазон, к примеру, 30-50Гц, то и динамику, и усилителю будет работать гораздо проще, а значит и нагрузить оба можно больше при необходимости. От ящика к ящику такой диапазон будет меняться.

---

Пример Z-кривой для динамика вне оформления. Zmin — сопротивление, ниже которого усилитель видеть не будет.

То есть, пара таких динамиков и один усилитель, либо мост усилителей на один динамик — прям то, что доктор прописал))

И соответствующим образом планируем настройку оформления + фильтров. Zmax — на этой частоте ход максимален и получится ранний клип, Zmin — там катушка получит максимум тепла. Хорошо бы если оформление превратит слабые стороны в сильные 😉

Что означает «сопротивление» катушки?

Сопротивление атомайзера (катушки) относится к регулированию мощности (мощности или напряжения от вашей батареи/мода) к катушке. Сопротивление измеряется в «Омах» (Ом) и на катушках чаще всего имеет значение от 0,15 Ом до 2,1 Ом. Более высокое число/сопротивление обычно означает, что катушка спроектирована так, чтобы пропускать через нее меньшую мощность, тогда как более низкое число/сопротивление обычно означает, что катушка предназначена для пропускания через нее большей мощности. Катушка обычно должна указывать вам свое сопротивление и мощность, на которой ее можно использовать (для пользователей с устройством переменной мощности), это будет либо напечатано на самой катушке, либо на коробке, обычно в виде диапазона мощности, например. 1,5 Ом: 10–20 Вт. Диапазон мощности для определенного сопротивления может различаться у разных производителей, марок и моделей из-за таких факторов, как материал и тип провода, используемого в катушке. Из-за этого две совершенно разные катушки от разных производителей с одинаковым сопротивлением не обязательно смогут выдерживать одинаковую мощность, поэтому всегда стоит проверить, какая мощность рекомендуется для вашей катушки. Чем больше мощность увеличивается, тем больше пользователь будет испытывать «удар» и увеличение производства пара.

При увеличении мощности помните, что использование катушки с мощностью выше рекомендуемого диапазона мощности сожжет вашу катушку намного быстрее (или мгновенно, если вы переборщите). Если вы используете традиционные батарейки в виде ручек «eGo», вам не нужно слишком беспокоиться о сопротивлении и мощности, потому что эти батареи имеют низкую, нерегулируемую мощность, поэтому разные варианты катушек не будут работать слишком по-разному. Более низкие сопротивления будут казаться немного более мощными, потому что катушка будет пропускать немного больше энергии для большего удара, а более высокие сопротивления сделают обратное. Если вы используете более современную батарею/модуль, но у него нет регулируемой мощности, ваше устройство обычно автоматически считывает сопротивление вашей катушки и выдает мощность, подходящую для этой катушки. Все батареи/моды имеют минимальное и максимальное сопротивление катушки, с которым они могут работать, известное как диапазон сопротивления атомайзера, например, 0,15–2,0 Ом. Это еще один фактор, который следует учитывать при выборе катушки, чтобы убедиться, что вы не используете катушку, которая не будет работать, потому что она несовместима с вашим устройством.

Большая мощность (реально 15 Вт и выше) требует другого стиля парения, известного как «прямое легкое» (DL). Здесь пользователь вдыхает пар прямо в легкие, почти на одном большом глубоком вдохе, вместо того, чтобы сначала втягивать его в рот (изо рта в легкие / MTL), как при обычной сигарете. Это необходимо, потому что более высокая мощность испаряет жидкость для электронных сигарет намного быстрее, а это означает, что паров слишком много, чтобы их можно было взять в рот, и поэтому их нужно вдыхать за один длинный вдох. Этот стиль парения также можно назвать парением «субом», потому что катушки с сопротивлением ниже (суб) 1,0 Ом (Ом), как правило, потребляют больше энергии и требуют стиля парения DL. Более густые жидкости для электронных сигарет (жидкости с большим содержанием VG, чем PG) лучше подходят для DL, потому что они более гладкие на горле и создают более густые облака.

Более жидкие жидкости (с большим содержанием PG, чем VG) могут оказаться слишком резкими для горла при использовании для парения DL (и вы будете использовать их намного быстрее), поэтому они лучше подходят для испарителей с более высоким сопротивлением для парения MTL.

Руководство для начинающих по катушкам | Вейп Супермаркет

Когда вы начинаете курить вейпы, вам нужно выучить множество терминов, что может сбивать с толку, когда одно и то же понятие часто обозначается несколькими словами. Вдобавок к этому часто бывает несколько разновидностей каждого продукта, от жидкостей для электронных сигарет до баков и аккумуляторов — здесь мы рассмотрим сердце вашего вейпа — катушку.

Что такое вейп-койл?

Катушка является одной из наиболее важных частей электронной сигареты, ее функция заключается в нагревании жидкости для электронных сигарет в вашем резервуаре и превращении ее в пар, который вы вдыхаете. Как оно это делает?

• Влагоотводящий материал (кусочек хлопка, который вы можете видеть внутри металлического корпуса) поглощает жидкость в баке, когда вы наполняете клиромайзер.
• Проволока в вашей катушке (маленькая металлическая спираль, которую вы можете видеть внутри материала фитиля) нагревается от энергии батареи, которая затем начинает испарять жидкость в вашем фитиле.
• Когда вы затягиваете капельницу, пар поднимается по дымоходу вашего вейпа и попадает в рот или легкие.
•  

Довольно просто, правда?

Металлическая часть вашей катушки может быть изготовлена ​​из нескольких типов металлической проволоки, в зависимости от функции вейпа. Однако обычно это просто проволока из нержавеющей стали, сталь — хороший проводник, но она также термостойкая, поэтому не выгорает так быстро, как некоторые другие металлы.

Что такое головка атомайзера?

Это вопрос с подвохом — как мы упоминали ранее, есть несколько терминов для вейпинга, которые на самом деле относятся к одному и тому же. Головки атомайзера — это то же самое, что и змеевик — это сменная часть бака, которая служит для превращения жидкости в пар.

Существуют ли различные виды катушек?

Короткий ответ: да, есть. Длинный ответ немного сложнее. Мало того, что катушки различаются между брендами и моделями (мы немного расскажем об этом), вы также можете иметь наборы для вейпинга с несколькими катушками. Большинство ваших стандартных вейпов имеют только одну катушку, но вы также можете получить двойную катушку, четыре катушки и т. Д. Однако — чем больше у вас катушек, тем больше заряда батареи вам нужно для их работы. Это скорее «вещь» для вейперов Sub-Ohm, которые занимаются изготовлением катушек, поэтому, вообще говоря, процесс замены катушки довольно прост, и вам понадобится только одна.

Существуют также различные виды используемых материалов — не все бренды имеют оба типа, но есть два типа — катушки из обычной проволоки и керамические катушки. Основное различие между ними заключается в долговечности: керамический материал защищает провод, а также действует как дополнительный впитывающий материал, а это означает, что керамическая катушка иногда может иметь больший срок службы, чем катушка со стандартной проволокой.

В чем разница между стандартными катушками и субомными катушками?

Как уже упоминалось, есть разница в типах катушек, которые вы можете получить в зависимости от функции вашей электронной сигареты — стандартные катушки и катушки с субомом. Разница между ними заключается в сопротивлении и методе парения, который вы используете — стандартные катушки имеют более высокое сопротивление, что означает, что через них проходит меньше заряда и сока, катушки с субомом имеют более низкое сопротивление, менее 1,0 Ом, что означает, что через них может проходить больший ток. .

Что такое Омы?

Нам понадобится немного физики, чтобы объяснить это — простыми словами, это единица измерения сопротивления. Чем больше сопротивление (или число на вашей катушке), тем меньше заряда может пройти. Уравнение, используемое для объяснения, выглядит следующим образом: I = V / R

Где «I» представляет ток, «V» — напряжение, а «R» — сопротивление, вы можете видеть, когда напряжение выше, а сопротивление (Ом) меньше. ниже, поэтому ток будет сильнее. Точно так же, когда напряжение делится на большее число (т. Е. Стандартная, а не субомная катушка), ток будет ниже.

В качестве примера из реального мира, подумайте об этом, как о машинах на дороге. Если у вас есть пятьдесят автомобилей, едущих по одной полосе, им придется ехать одна за другой. Это похоже на то, как работает катушка сопротивлением 1 Ом или больше. Если у вас есть те же самые пятьдесят автомобилей, едущих по шоссе с четырьмя полосами движения, они смогут двигаться гораздо быстрее — что и происходит, когда у вас есть катушка Sub Ohm (сопротивление менее одного Ома).

Что это значит для вашего опыта вейпинга?

Вейпинг Sub-Ohm лучше всего подходит для парения DTL (прямо в легкие), когда вы пропускаете пар во рту на вдохе и вместо этого получаете аромат на выдохе.

Хотя это означает, что вашей батарее требуется больше энергии, она также имеет много преимуществ:

• Большое производство пара — это означает, что облака достаточно большие, чтобы заполнить вашу кухню, пока вы готовите ужин.

• Регулируемый поток воздуха — вы можете найти вентиляционные отверстия на устройствах, несущих субомные катушки. Более широкая вентиляция означает больше пара и (иногда) немного меньше аромата, закрытие вентиляционных отверстий имеет противоположный эффект.

• Более сильное воздействие — под этим мы подразумеваем, что вы почувствуете, что никотин попадает сильнее, поэтому, если вы используете субомный вейп, вам нужно выбрать более низкую концентрацию никотина.

• Устройства большего размера — вы можете приобрести наборы электронных сигарет Sub Ohm, но лучшими моделями являются бокс-моды. Они немного более весомые, но также дают вам гораздо больше возможностей.

Устройства Sub-Ohm часто поставляются с контролем мощности и температуры, когда дело доходит до выбора наилучшего номера для вашего собственного устройства и катушки, обычно ваша электронная сигарета поставляется с руководством, и оно часто написано на самой катушке. слишком.

Стандартные катушки лучше подходят для парения MTL (изо рта в легкие) — они имеют меньшую мощность и лучше подходят для людей, которые все еще хотят чувствовать курение. Этот метод заключается в том, что вы вытягиваете пар из электронной сигареты, а затем оставляете его на мгновение во рту, прежде чем вдохнуть в легкие. У вас будет меньше пара (из-за катушки с более высоким сопротивлением), но вы также получите большие преимущества от этого метода:

• Охладитель пара — это потому, что меньше энергии и, следовательно, меньше тепла проходит через ваше устройство.

• Больше вкуса — да, когда у вас есть стандартный вейп (особенно в сочетании с жидкостью с более высоким PG), вы сможете лучше ощущать вкус сока.

• Они незаметны — (для тех вейперов, которые хотят попробовать затянуться в пабе, вы, смельчаки) вы сможете легче поместить их в карман, они хорошо лежат в руке и при производстве меньше пара, вы не будете так заметны на выдохе.

• Более эффективны — из-за их более высокого сопротивления они также потребляют меньше жидкости для электронных сигарет и заряда батареи, что означает, что ваш бак дольше остается полным, и вам не нужно так часто подзаряжать.

Знание марки/модели вашей катушки

Эта часть очень важна – выбрать неправильную катушку для своего аквариума – все равно, что пытаться вставить квадратный колышек в круглое отверстие. Даже в пределах одного бренда катушка, которая вам нужна, будет сильно различаться в зависимости от вашего устройства. Наборы Vape поставляются с вашей первой катушкой (иногда двумя), чтобы вы могли начать работу — поэтому отметьте коробку той, которая вам нужна, и убедитесь, что вы заказываете то же самое снова, чтобы получить лучший опыт вейпинга.

Как узнать, когда менять катушку?

Когда вы знаете, вы знаете — и довольно очевидно, когда пора менять катушку. Вы получите меньше пара, и это в конечном итоге будет сопровождаться вкусом «подгоревших тостов» (который примерно так же приятен, как и звучит). Как долго прослужит ваша катушка, это все равно, что спросить, какова длина куска веревки — это зависит от того, сколько вы используете свой вейп, мощность, сок, который вы используете, однако общий диапазон составляет от 1 до 2 недель. Вы можете помочь им продержаться дольше с помощью нескольких простых приемов, которые прекрасно подводят нас к следующему пункту…

Могу ли я что-нибудь сделать, чтобы катушка прослужила дольше?

Конечно, есть — с самого начала, когда вы вставляете новую катушку, лучший способ получить максимальную отдачу от нее — это заправить ее. Это очень просто, все, что вам нужно сделать, это добавить несколько капель сока на впитывающий материал, чтобы он сначала немного погрузился. Затем, как только катушка будет надежно помещена в резервуар, заполните резервуар жидкостью для электронных сигарет и дайте ей отстояться в течение нескольких минут. Несколько затяжек через дриптип без активации батареи также помогут втянуть больше в катушку. После этого мы рекомендуем начинать с более низкой мощности, и по мере того, как хлопок становится более насыщенным, вы можете постепенно увеличивать мощность. Это помогает предотвратить сухие удары (когда вы получаете горячую металлическую тягу от вашего вейпа — нехорошо) и означает, что вы будете хорошо нагревать сок, а не сжигать вату.

Также важно убедиться, что вы используете правильную настройку мощности для вашей катушки — это часто указывается на самой катушке, обеспечивая полный диапазон (минимальная и максимальная мощность), а также оптимальный диапазон.

Также помогает перерыв между затяжками, особенно с катушками Sub Ohm, поскольку им требуется немного больше времени для повторного впитывания некоторого количества жидкости. Легко парить по цепочке, не осознавая этого, особенно если вы хотите сделать небольшой перерыв во время обеда, но если вы дадите своей катушке немного отдохнуть, это продлит ее срок службы и поможет избежать сухих ударов.