Катушка индуктивностью. Катушка индуктивности: назначение, устройство и основные характеристики

Что такое катушка индуктивности. Как устроена катушка индуктивности. Какие характеристики имеет катушка индуктивности. Для чего используется катушка индуктивности в электрических цепях. Как рассчитать индуктивность катушки.

Содержание

Что такое катушка индуктивности и для чего она нужна

Катушка индуктивности — это пассивный электронный компонент, который способен накапливать энергию магнитного поля при протекании через него электрического тока. Основное назначение катушки индуктивности заключается в создании индуктивного сопротивления в цепях переменного тока.

Какие основные функции выполняет катушка индуктивности в электрических схемах:

  • Накопление энергии магнитного поля
  • Создание индуктивного сопротивления
  • Сглаживание пульсаций тока
  • Формирование колебательных контуров
  • Разделение сигналов разной частоты

Таким образом, катушка индуктивности является важным элементом многих электронных устройств, позволяющим управлять током и напряжением в цепях переменного тока.


Устройство и конструкция катушки индуктивности

Конструктивно катушка индуктивности представляет собой намотку из изолированного провода на каркас определенной формы. Основными элементами катушки индуктивности являются:

  • Обмотка из медного провода
  • Каркас (может отсутствовать)
  • Сердечник (может отсутствовать)
  • Выводы для подключения

В зависимости от конструкции различают следующие виды катушек индуктивности:

  • Катушки без каркаса и сердечника
  • Катушки с каркасом без сердечника
  • Катушки с неподвижным сердечником
  • Катушки с подстроечным сердечником

Материал сердечника оказывает существенное влияние на характеристики катушки. Наиболее распространены ферритовые, железопорошковые и воздушные сердечники.

Основные параметры и характеристики катушек индуктивности

Главным параметром катушки индуктивности является ее индуктивность, измеряемая в Генри (Гн). Какие еще важные характеристики имеет катушка индуктивности:

  • Номинальная индуктивность (Гн)
  • Допустимое отклонение индуктивности (%)
  • Добротность
  • Собственная емкость (пФ)
  • Активное сопротивление обмотки (Ом)
  • Максимальный ток (А)
  • Частотный диапазон (Гц)

Индуктивность катушки зависит от ее геометрических размеров, числа витков и магнитных свойств сердечника. Чем больше витков и площадь сечения, тем выше индуктивность.


Расчет индуктивности катушки

Для расчета индуктивности катушки используется следующая формула:

L = μ0 * μr * N^2 * S / l

где:

  • L — индуктивность (Гн)
  • μ0 — магнитная проницаемость вакуума
  • μr — относительная магнитная проницаемость сердечника
  • N — число витков
  • S — площадь сечения катушки (м^2)
  • l — длина катушки (м)

Для точного расчета индуктивности реальных катушек применяются более сложные формулы, учитывающие особенности их конструкции.

Применение катушек индуктивности в электронике

Благодаря своим свойствам катушки индуктивности широко применяются в различных электронных устройствах:

  • Фильтры высоких и низких частот
  • Колебательные контуры
  • Трансформаторы
  • Дроссели в импульсных блоках питания
  • Электромагнитные реле
  • Антенны
  • Электродвигатели

В радиотехнике катушки индуктивности являются одним из базовых компонентов, позволяющих создавать различные частотно-избирательные цепи.

Как влияет частота тока на работу катушки индуктивности

Индуктивное сопротивление катушки зависит от частоты протекающего через нее переменного тока. При увеличении частоты индуктивное сопротивление возрастает согласно формуле:


XL = 2πfL

где:

  • XL — индуктивное сопротивление (Ом)
  • f — частота тока (Гц)
  • L — индуктивность катушки (Гн)

На низких частотах катушка индуктивности ведет себя как проводник с небольшим активным сопротивлением. На высоких частотах она представляет собой большое реактивное сопротивление для переменного тока.

Последовательное и параллельное соединение катушек индуктивности

При последовательном соединении нескольких катушек их общая индуктивность равна сумме индуктивностей отдельных катушек:

L = L1 + L2 + L3 + …

При параллельном соединении катушек результирующая индуктивность рассчитывается по формуле:

1/L = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3 + …

Эти формулы справедливы при отсутствии взаимной индукции между катушками. На практике при близком расположении катушек необходимо учитывать их взаимное влияние.


LN-1-2,2 Катушка индуктивности силовой цепи эталонная 2,2 мГн

 Обращаем Ваше внимание, что указана ориентировочная стоимость эталонного оборудования Sonel. Цена может варьироваться в зависимости от изменения курсов валют, а также от комплектации и модификации оборудования.

Цену и сроки поставки приборов просим уточнять у наших менеджеров.

 

Тип оборудования: Катушка индуктивности силовой цепи.

Производитель: SONEL (Польша)

Серия: LN-1

Модель: LN-1-2,2

Описание: прибор для задания индуктивности.

 

Гарантия на катушку индуктивности силовой цепи LN-1-2,2 мГн: 36 мес.

 

Назначение:

Катушка индуктивности силовой цепи эталонная SONELLN-1-2,2 мГн, предназначена для использования в качестве меры реактивного сопротивления с целью имитации угла сдвига фаз между током и напряжением в петле короткого замыкания при напряжении 220/380 В переменного тока частотой 50 Гц. Применяется как эталонное оборудование для поверки измерителей типа MPI-510, MPI-511, MIE-500, MZC-300, MZC-303E, MZC-310S и других, по параметрам: реактивное и полное сопротивление цепей «фаза-нуль», «фаза-фаза», «фаза-защитный проводник»; с кратковременным (до 30 мс) пропусканием токов до 260 А. Задание индуктивности 1,1 мГн.

 

Особенности катушки индуктивности LN-1-2,2 мГн:

  • задание индуктивности 2,2 мГн;
  • применяется как эталонное оборудование.

 

Технические характеристики катушки индуктивности LN-1-2,2:

 

Индуктивность

2,2 мГн

Предел допускаемой основной погрешности

± 0,05%

Вес

6 кг

Размеры

диаметр 205×225 мм

 

Комплект поставки катушки индуктивности LN-1-2,2:

  • Катушка LN-1-2,2
  • Руководство пользователя

 

*Технические характеристики и комплект поставки приборов для электрического контроля могут быть изменены производителем без предварительного уведомления.

Дополнительную информацию по эталонному оборудованию Sonel можно получить, обратившись к нашим специалистам, по телефонам, указанным разделе «контакты».

Доставляем приборы для электрического контроля по всей России курьерскими службами и транспортными компаниями.

Катушка индуктивности в цепи переменного тока

Катушка индуктивности в цепи переменного тока

Подробности
Просмотров: 532

«Физика — 11 класс»

Индуктивность в цепи влияет на силу переменного тока.
Есть цепь из катушки с большой индуктивностью и электрической лампы накаливания.

При подключении с помощью переключателя цепи к источнику постоянного напряжения или к источнику переменного напряжения постоянное напряжение и действующее значение переменного напряжения будут равны.

Однако лампа светится ярче при постоянном напряжении.
Значит действующее значение силы переменного тока в цепи меньше силы постоянного тока.

Это объясняется явлением самоиндукции.
При подключении катушки к источнику постоянного напряжения сила тока в цепи нарастает постепенно.
Возникающее при этом вихревое электрическое поле тормозит движение электронов.
По прошествии некоторого времени сила тока достигает наибольшего (установившегося) значения, соответствующего данному постоянному напряжению.
Если напряжение быстро меняется, то сила тока не будет успевать достигнуть тех значений, которые она приобрела бы с течением времени при постоянном напряжении.

Максимальное значение силы переменного тока (его амплитуда) ограничивается индуктивностью цепи и будет тем меньше, чем больше индуктивность и чем больше частота приложенного напряжения.

Если сопротивление катушки равно нулю, то и напряженность электрического поля внутри проводника в любой момент времени должна быть равна нулю.

Иначе сила тока, согласно закону Ома, была бы бесконечно большой.
Равенство нулю напряженности поля оказывается возможным потому, что напряженность вихревого электрического поля i, порождаемого переменным магнитным полем, в каждой точке равна по модулю и противоположна по направлению напряженности кулоновского поля к, создаваемого в проводнике зарядами, расположенными на зажимах источника и в проводах цепи.

Из равенства i = —к следует, что удельная работа вихревого поля (т. е. ЭДС самоиндукции) равна по модулю и противоположна по знаку удельной работе кулоновского поля.

Так как удельная работа кулоновского поля равна напряжению на концах катушки, можно записать:

ei = —u

.

При изменении силы тока по гармоническому закону

i = Im sin ωt

ЭДС самоиндукции равна:

еi = —Li’ = —LωIm cos ωt

Так как u = —ei напряжение на концах катушки оказывается равным

где
Um = LωIm — амплитуда напряжения.

Колебания напряжения на катушке опережают по фазе колебания силы тока на , или, что то же самое, колебания силы тока отстают по фазе от колебаний напряжения на .

Амплитуда силы тока в катушке равна:

Если ввести обозначение

ωL = ХL

и действующие значения силы тока и напряжения, то получим:

Величину XL, равную произведению циклической частоты на индуктивность, называют индуктивным сопротивлением.

Действующее значение силы тока связано с действующим значением напряжения и индуктивным сопротивлением соотношением, подобным закону Ома для цепи постоянного тока.


Индуктивное сопротивление зависит от частоты ω.
Постоянный ток вообще «не замечает» индуктивности катушки.
При ω = 0 индуктивное сопротивление равно нулю (XL = 0).
Чем быстрее меняется напряжение, тем больше ЭДС самоиндукции и тем меньше амплитуда силы тока.

Итак,
Катушка индуктивности оказывает сопротивление переменному току.
Это сопротивление, называемое индуктивным, равно произведению циклической частоты на индуктивность.
Колебания силы тока в цепи с индуктивностью отстают по фазе от колебаний напряжения на .

Источник: «Физика — 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин



Электромагнитные колебания. Физика, учебник для 11 класса — Класс!ная физика

Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колебательный контур. Превращение энергии при электромагнитных колебаниях — Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями — Уравнение, описывающее процессы в колебательном контуре. Период свободных электрических колебаний — Переменный электрический ток — Активное сопротивление. Действующие значения силы тока и напряжения — Конденсатор в цепи переменного тока — Катушка индуктивности в цепи переменного тока — Резонанс в электрической цепи — Генератор на транзисторе. Автоколебания — Краткие итоги главы

Катушка индуктивности: история, конструкция, параметры

Катушка индуктивности – элемент электрических цепей, способствующий накоплению энергии магнитного поля. С использованием изделий изготавливаются колебательные резонансные контуры. Катушка называется потому, что вокруг бобины-сердечника обматывается нить проволоки. Часто в радиотехнике элементы именуют индуктивностями. Подходит случаю, конструкции иной раз мало напоминают катушку.

История создания катушки индуктивности

Катушки индуктивности наматываются фиксированным числом проводов. Этот факт  скрывают на уроках физики, избегая забивать ученикам мозги. Потом догадываются бедняги, пытаясь уловить смысл термина бифилярная обмотка двигателя. Нитей бывает больше, выделяют катушки индуктивности:

  • трифилярные;
  • тетрафилярные;
  • пентафилярные.

Обычные катушки индуктивности называют унифилярными – нить проволоки одна. Сразу возникает справедливый вопрос – зачем конструкции? Изобретатель катушку индуктивности неизвестен. Ответы дают, виноват Тесла… Далеко от истины.

Дроссель

Один знаток Майл.ру – не исключено, админ ресурса – ответил: отцом катушек индуктивности является Майкл Фарадей, якобы, открыл магнитную индукцию (согласно англоязычной страничке Википедии). Напрашивается вывод, историковед не владеет вопросом. Главная причина критики “Ответов” Майл – некомпетентность. Фарадей открыл индукцию, применив тороидальный трансформатор с двумя изолированными обмотками. Намного сложнее конструкция, нежели катушка, явление заключалось сопровождалось выходом скачка тока при изменении магнитного поля сердечника.

Произошло описанное в 1831 году, первый электромагнит сконструирован малоизвестным в России Уильямом Стердженом. Знаете, как выглядел прибор? Правильно – катушка индуктивности из 18 витков оголенной медной проволоки с хорошим лакированным ферромагнитным сердечником формы лошадиной подковы. При пропускании по обмотке тока железо в округе притягивалось устройством. Годом выхода первого электромагнита в свет историки считают 1824. Раньше, нежели Фарадей начал эксперименты.

Наставник Хампфри Дэви счел работу плагиатом. Ученик не решался продолжить, конфликтовать открыто. Получилось, в 1829 году безвременно Хампфри Дэви ушел из жизни, благодаря чему Майкл Фарадей возобновил работу. Не потому считаем неверными скудные сведения рунета по рассматриваемому вопросу. Вторая причина кроется в гальванометрах: первый сконструирован 16 сентября 1820 года Иоганном Швейггером. Годом позже великий Ампер усовершенствовал прибор, угадайте, что входило в состав новинки? Правильно – катушка индуктивности, составленная несколькими витками проволоки.

В 1826 году Феликс Савари разряжал лейденскую банку через несколько витков проволоки, обмотанной вокруг стальной иглы. Наблюдая остаточную намагниченность металла. Фактически Савари создал первый колебательный контур, правильно сделав выводы о происходящих процессах.

Майкл Фарадей бессилен стать изобретателем индуктивности. Скорее ученый работал в этом направлении, вел некоторые исследования, получил новый закон касательно электромагнетизма. В результате вопрос об изобретателе катушки индуктивности оставляем открытым. Рискнем предположить, у субъекта темы два отца:

Лаплас и Швейггер

  1. Лаплас на основе доклада Эрстеда высказал предположение: действие тока на магнитную стрелку можно усилить, изогнув провод.
  2. Швейггер реализовал услышанное на практике, создав первый в мире гальванометр, использовав доклады Ампера о зависимости угла отклонения стрелки от силы тока.

Конструкция катушки индуктивности

Вокруг прямолинейного проводника с постоянным током создается круговое магнитное поле. Линии напряженности напоминают спираль. Некто догадался свернуть провод кольцом, чтобы вклад элементарных сегментов сложился в центре. В результате внутри конструкции магнитное поле намного выше, нежели снаружи. Линии визуально наблюдаем на железных опилках. На Ютуб множество роликов, где через индуктивность пропускают ток, демонстрируя упорядоченную ориентацию металлической пыли в момент замыкания контактов. Конструкция способна запасать впрок магнитное поле подобно конденсатору, накапливающему заряд. Катушками называют только индуктивности, содержащие намотку лакированного провода. В микрополосковой технологии напыляемые для запасания магнитного поля элементы логично именовать индуктивностями.

Если в катушке, совсем как в той, что используют швеи, несколько витков провода расположить один за другим бок о бок так, чтобы ось была общей, линии напряженности магнитного поля суммируются. Простейшая индуктивность, способная накапливать энергию магнитного поля. При резком пропадании напряжения образуется явление обратной-ЭДС широко известное технике. Выступает причиной искрения коллекторных двигателей. Используется лакированный (с лаковой изоляцией) медный провод нужного сечения. Количество витков, форма сердечника определяются предварительно расчетами или по имеющемуся образцу.

Противо-ЭДС является паразитной, для гашения последовательно с катушкой включают емкость размером побольше, пытаясь занизить суммарное реактивное сопротивление. В импеданс индуктивности входят с положительным знаком, емкости – с отрицательным. Тесла изобрел катушку, взял патент. Но конструкция представляла собой плоскую спираль (лабиринт) с двойной намоткой. Ученый показал, индуктивность одновременно характеризуется значительным емкостным сопротивлением, при исчезновении напряжения явления обратной ЭДС никак не проявляет себя.

Бифилярные катушки сегодня широко используются. Что касается обратной ЭДС, служит причиной розжига разрядных ламп (дневного света). Вернемся к конструкции. В первом электромагните проволока оголенная, современные катушки индуктивности наматываются лакированным. Тонкая изоляция при необходимости может быть легко снята (например, токсичной муравьиной кислотой), в исходном состоянии надежно защищает конструкцию против короткого замыкания.

Внутри катушки находится сердечник из ферромагнитного материала. Форма не важна, сечение лучше брать круглым. На высоких частотах магнитный поток (см. Преобразователь напряжения) выходит на поверхность сердечника, смысл применения ферромагнитных сплавов пропадает, иногда используется латунь (даже композитные материалы, диэлектрики). Снижает индуктивность, на высоких частотах запасаемая за период мощность невелика. Трюк проходит. У многих возникает вопрос – зачем нужен сердечник?

Сердечник катушки индуктивности выступает опорой, долговечным каркасом, усиливая магнитное поле. Индукция связана с напряженностью поля через постоянную магнитной проницаемости среды. У ферромагнитных материалов параметр поистине велик. В тысячи раз больше, нежели воздуха, большинства металлов. С ростом частоты необходимость в сердечнике снижается, возникают некоторые негативные эффекты, два из которых особенно важны:

Линии магнитного поля, сформированные опилками

  1. Переменное магнитное поле наводит вихревые токи, посредством которых функционируют индукционные плитки. Результат представите сами: какой нагрев сердечника вызовет. Сердечники силовых трансформаторов собираются из специальной электротехнической стали с высоким сопротивлением, разбиваются тонкими листами, изолированными взаимно слоем лака. Шихтование позволит сильно снизить влияние вихревых токов.
  2. Второй эффект называется перемагничиванием. Отнимает энергию поля, вызывает нагрев материала. Явление характерно для ферромагнитных материалов, устраняется использованием латуни.

В микрополосковой технологии предусмотрено исполнение индуктивностей в виде плоских спиралей: проводящий материал через трафарет напыляется на подложку (возможный метод). Напоминает конструкцию Николы Тесла. Номинал  катушка индуктивности имеет весьма малый, иного не надо на частотах СВЧ. Расчет ведется по специальным справочникам, хотя пользуются преимущественно инженеры-конструкторы.

Для намотки индуктивности изготавливают специальные приспособления, напоминающие катушку спиннинга. На ось одевается сердечник с ограничителем по бокам, вращая ручку, мастер внимательно считает количество оборотов, отмеряет нужную длину. Медленно, по способу челнока рука двигается влево-вправо, витки ровно ложатся последовательно.

Зачем нужны бифилярные катушки индуктивности

Иногда катушка наматывается в две и более проволочных нитей. Тесла конструкцию применял для увеличения емкостных качеств. В результате становилось возможным экономить материалы – говорили выше. Что касается состояния на современном этапе развития технологий, причиной создания бифилярных катушек может быть следующее:

Бифилярные катушки индуктивности

  1. Одна обмотка заземляется. Устраняет паразитную противо-ЭДС, вызывающую искрение, некоторые другие негативные эффекты. Когда резко пропадает напряжение, магнитное поле по большей части наводит тока в заземленной обмотке, поскольку активное сопротивление цепи наименьшее. Эффект противо-ЭДС гасится. В импульсных реле вспомогательная обмотка закорачивается. Энергия поля невелика, рассеивается активным сопротивлении меди в виде тепла.
  2. Идеи Тесла не забыты. Часто в виде бифилярных катушек изготавливаются резисторы малого номинала. Сопротивления часто имеют схожее строение. Например, известные МЛТ, лента навивается на керамическое основание. Суть затеи повысить емкостное сопротивление, компенсируя индуктивность. Импеданс резистора обращается в чисто активный. Смысл мероприятия велик при работе на переменном токе. В цепях постоянного мнимая часть импеданса (реактивное сопротивление) роли не играет.
  3. В импульсных блоках питания напряжение одной полярности, меняется по амплитуде. Позволит бифилярный трансформатор защитить от явления паразитной противо-ЭДС, спасает ключевой транзистор от пробоя. Дополнительная обмотка заземляется через диод, в обычном режиме не влияет на работу устройства. Противо-ЭДС имеет обратное направление. В результате p-n-переход открывается, разница потенциалов ограничивается прямым падением напряжения. Для кремниевых полупроводниковых диодов значение составляет 0,5 В. Понятно, напряжение не может пробить ключевой транзистор практически любого типа.
  4. Идеи Тесла используются при создании вечных двигателей (в литературе: СЕ – сверхъединичных устройств, с КПД выше 1). Используется возможность устранения реактивного сопротивления для идеализации процесса работы.

Параметры катушек индуктивности

Главной характеристикой катушек называют индуктивность. Физическая величина, в СИ измеряемая Гн (генри), характеризующая величину мнимой составляющей сопротивления конструкции. Параметр показывает, как много магнитного поля запасет катушка. Для простоты энергию за период считают пропорциональной произведению LI2, где L – индуктивность, I – протекающий в системе ток.

Формула расчета индуктивности

Теоретический расчет главного параметра катушек сильно определен конструкцией. Выпускаются специальные методические пособия, формула (см. рисунок: S – площадь сечения намотки, l – длина катушки, N – количество витков проволоки, в формуле – магнитная постоянная и магнитная проницаемость сердечника), приведенная на картинке, частный вариант. Когда индуктивность напоминает катушку. Имеются специальные программы для персонального компьютера, упрощающие процесс.

К вторичным параметрам катушек индуктивности относят:

  • Добротность. Характеризует потери на активном сопротивлении.
  • Собственная индуктивность (см. выше).
  • Температурная стабильность параметров.

Катушка индуктивности. Описание, характеристики, формула расчета

Катушка индуктивности является пассивным компонентом электронных схем, основное предназначение которой является сохранение энергии в виде магнитного поля. Свойство катушки индуктивности чем-то схоже с конденсатором, который хранит энергию в виде электрического поля.

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Индуктивность (измеряется в Генри) — это эффект возникновения магнитного поля вокруг проводника с током. Ток, протекающий через катушку индуктивности, создает магнитное поле, которое имеет связь с электродвижущей силой (ЭДС) оказывающее противодействие приложенному напряжению.

Возникающая противодействующая сила (ЭДС) противостоит изменению переменного напряжения и силе тока в катушке индуктивности. Это свойство индуктивной катушки называется индуктивным сопротивлением. Следует отметить, что индуктивное сопротивление находится в противофазе к емкостному реактивному сопротивлению конденсатора в цепи переменного тока. Путем увеличения числа витков можно повысить индуктивность самой катушки.

Накопленная энергия в индуктивности

Как известно магнитное поле обладает энергией. Аналогично тому, как в полностью заряженном конденсаторе существует запас электрической энергии, в индуктивной катушке, по обмотке которой течет ток, тоже существует запас — только уже магнитной энергии.

Энергия, запасенная в катушке индуктивности равна затраченной энергии необходимой для обеспечения протекания тока I в противодействии ЭДС. Величина запасенной энергии в индуктивности можно рассчитать по следующей формуле:

где L — индуктивность, I — ток, протекающий через катушку индуктивности.

Гидравлическая модель

Работу катушки индуктивности можно сравнить с работой гидротурбины в потоке воды. Поток воды, направленный сквозь еще не раскрученную турбину, будет ощущать сопротивление до того момента, пока турбина полностью не раскрутится.

Далее турбина, имеющая определенную степень инерции, вращаясь в равномерном потоке, практически не оказывая влияния на скорость течения воды. В случае же если данный поток резко остановить, то турбина по инерции все еще будет вращаться, создавая движение воды. И чем выше инерция данной турбины, тем больше она будет оказывать сопротивление изменению потока.

Также и индуктивная катушка сопротивляется изменению электрического тока протекающего через неё.

Индуктивность в электрических цепях

В то время как конденсатор оказывает сопротивление изменению переменного напряжения, индуктивность же сопротивляется переменному тока. Идеальная индуктивность не будет оказывать сопротивление постоянному току, однако, в реальности все индуктивные катушки сами по себе обладают определенным сопротивлением.

В целом, отношение между изменяющимися во времени напряжением V(t) проходящим через катушку с индуктивностью L и изменяющимся во времени током I(t), проходящим через нее можно представить в виде дифференциального уравнения следующего вида:

Когда переменный синусоидальной ток (АС) протекает через катушку индуктивности, возникает синусоидальное переменное напряжение (ЭДС). Амплитуда ЭДС зависит от амплитуды тока и частоте синусоиды, которую можно выразить следующим уравнением:

где ω является угловой частотой резонансной частоты F:

Причем, фаза тока отстает от напряжения на 90 градусов. В конденсаторе же все наоборот, там ток опережает напряжение на 90 градусов. Когда индуктивная катушка соединена с конденсатором (последовательно либо параллельно), то образуется LC цепь, работающая на определенной резонансной частоте.

 Индуктивное сопротивление ХL определяется по формуле:

где ХL — индуктивное сопротивление, ω — угловая частота, F — частота в герцах, и L индуктивность в генри.

Индуктивное сопротивление — это положительная составляющая импеданса. Оно измеряется в омах. Импеданс катушки индуктивности (индуктивное сопротивление) вычисляется по формуле:

Схемы соединения катушек индуктивностей

Параллельное соединение индуктивностей

Напряжение на каждой из катушек индуктивностей, соединенных параллельно, одинаково. Эквивалентную (общую) индуктивность параллельно соединенных катушек можно определить по формуле:

Последовательное соединение индуктивностей

Ток, протекающий через катушки индуктивности соединенных последовательно, одинаков, но напряжение на каждой катушке индуктивности отличается. Сумма разностей потенциалов (напряжений) равна общему напряжению. Общая индуктивность последовательно соединенных катушек можно высчитать по формуле:

Эти уравнения справедливы при условии, что магнитное поле каждой из катушек не оказывает влияние на соседние катушки.

Добротность катушки индуктивности

На практике катушка индуктивности имеет последовательное сопротивление, созданное медной обмоткой самой катушки. Это последовательное сопротивление преобразует протекающий через катушку электрический ток  в тепло, что приводит к потере качества индукции, то есть добротности. Добротность является отношением индуктивности к сопротивлению.

Добротность катушки индуктивности может быть найдена через следующую формулу:

 где R является собственным сопротивлением обмотки.

Катушка индуктивности. Формула индуктивности

Базовая формула индуктивности катушки:

  • L = индуктивность в генри
  • μ 0 = проницаемость свободного пространства = 4π × 10 -7 Гн / м
  • μ г = относительная проницаемость материала сердечника
  • N = число витков
  • A = Площадь поперечного сечения катушки в квадратных метрах (м 2 )
  • l = длина катушки в метрах (м)

Индуктивность прямого проводника:

  • L = индуктивность в нГн
  • l = длина проводника
  • d = диаметр проводника в тех же единицах, что и l

Индуктивность катушки с воздушным сердечником:

  • L = индуктивность в мкГн
  • r = внешний радиус катушки
  • l = длина катушки
  • N = число витков

Индуктивность многослойной катушки с воздушным сердечником:

  • L = индуктивность в мкГн
  • r = средний радиус катушки
  • l = длина катушки
  • N = число витков
  • d = глубина катушки

Индуктивность плоской катушки:

  • L = индуктивность в мкГн
  • r = средний радиус катушки
  • N = число витков
  • d = глубина катушки

Конструкция катушки индуктивности

Катушка индуктивности представляет собой обмотку из проводящего материала, как правило, медной проволоки, намотанной вокруг либо железосодержащего сердечника, либо вообще без сердечника.

Применение в качестве сердечника материалов с высокой магнитной проницаемостью, более высокой чем воздух, способствует удержанию магнитного поля вблизи катушки, тем самым увеличивая ее индуктивность. Индуктивные катушки бывают разных форм и размеров.

Большинство изготавливаются путем намотки эмалированного медного провода поверх ферритового сердечника.

Некоторые индуктивные катушки имеют регулируемый сердечник, при помощи которого обеспечивается изменение индуктивности.

Миниатюрные катушки могут быть вытравлены непосредственно на печатной плате в виде спирали. Индуктивности с малым значением могут быть расположены в микросхемах с использованием тех же технологических процессов, которые используются при создании транзисторов.

Применение катушек индуктивности

Индуктивности широко используются в аналоговых схемах и схемах обработки сигналов. Они в сочетании с конденсаторами и другими радиокомпонентами образуют специальные схемы, которые могут усилить или отфильтровать сигналы определенной частоты.

Катушки индуктивности получили широкое применение начиная от больших катушек индуктивности, таких как дроссели в источниках питания, которые в сочетании с конденсаторами фильтра устраняют остаточные помехи и другие колебания на выходе источника питания, и до столь малых индуктивностей, которые располагаются внутри интегральных микросхем.

Две (или более) катушки индуктивности, которые соединены единым магнитным потоком, образуют трансформатор, являющимся основным компонентом схем работающих с электрической сетью электроснабжения. Эффективность трансформатора возрастает с увеличением частоты напряжения.

По этой причине, в самолетах используется переменное напряжение с частотой 400 герц вместо обычных 50 или 60 герц, что в свою очередь позволяет значительно сэкономить на массе используемых трансформаторов в электроснабжении самолета.

Так же индуктивности используются в качестве устройства для хранения энергии в импульсных стабилизаторах напряжения, в высоковольтных электрических системах передачи электроэнергии для преднамеренного снижения системного напряжения или ограничения ток короткого замыкания.

Цифровой мультиметр AN8009

Большой ЖК-дисплей с подсветкой, 9999 отсчетов, измерение TrueRMS…

Катушки индуктивности теория: разновидности, применение

Катушка индуктивности — винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении. Как следствие, при протекании через катушку переменного электрического тока, наблюдается её значительная инерционность.

 

Устройство обычно представляет собой винтовую, спиральную или винтоспиральную катушку из одножильного или многожильного изолированного провода, намотанного на цилиндрический, тороидальный или прямоугольный каркас из диэлектрика или плоскую спираль, волну или полоску печатного или другого проводника. Также бывают и бескаркасные катушки. Намотка может быть как однослойной (рядовая и с шагом), так и многослойная (рядовая, внавал, «универсал»). Намотка «универсал» имеет меньшую паразитную ёмкость.

 

Для увеличения индуктивности применяют сердечники из ферромагнитных материалов: электротехнической стали, пермаллоя, флюкстрола, карбонильного железа, ферритов. Также сердечники используют для изменения индуктивности катушек в небольших пределах.

 

Существуют также катушки, проводники которых реализованы на печатной плате.

 

Катушка индуктивности в электрической цепи хорошо проводит постоянный ток и в то же время оказывает сопротивление переменному току, поскольку при изменении тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая этому изменению.

 

Основным параметром катушки индуктивности является её индуктивность, которая определяет, какой поток магнитного поля создаст катушка при протекании через неё тока силой 1 ампер. Типичные значения индуктивностей катушек от десятых долей мкГн до десятков Гн.

 

В катушках индуктивности помимо основного эффекта взаимодействия тока и магнитного поля наблюдаются паразитные эффекты, вследствие которых сопротивление катушки не является чисто реактивным. Наличие паразитных эффектов ведёт к появлению потерь в катушке.

 

Потери в проводах вызваны тремя причинами:

· Провода обмотки обладают омическим (активным) сопротивлением.

· Сопротивление провода обмотки возрастает с ростом частоты, что обусловлено скин-эффектом. Суть эффекта состоит в вытеснении тока в поверхностные слои провода. Как следствие уменьшается полезное сечение проводника и растет сопротивление.

· В проводах обмотки, свитой в спираль, проявляется эффект близости, суть 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.

 

Потери в диэлектрике (изоляции проводов и каркасе катушки) можно отнести к двум категориям:

· Потери от диэлектрика межвиткового конденсатора (межвитковые утечки и прочие потери характерные для диэлектриков конденсаторов).

· Потери от магнитных свойств диэлектрика (эти потери аналогичны потерям в сердечнике).

 

В общем случае можно заметить что для современных катушек общего применения потери в диэлектрике чаще всего пренебрежимо малы.

 

Потери в сердечнике складываются из потерь на вихревые токи, потерь на гистерезис и начальных потерь.

 

Потери на вихревые токи. Ток, протекающий по проводнику, индуцирует ЭДС в окружающих проводниках, например в сердечнике, экране и в проводах соседних витков. Возникающие при этом вихревые токи становятся источником потерь из-за сопротивления проводников.

 

Разновидности катушек индуктивности

 

Контурные катушки индуктивности. Эти катушки используются совместно с конденсаторами для получения резонансных контуров. Они должны иметь высокую стабильность, точность и добротность.

 

Катушки связи. Такие катушки применяются для обеспечения индуктивной связи между отдельными цепями и каскадами. Такая связь позволяет разделить по постоянному току цепи базы и коллектора и т. д. К таким катушкам не предъявляются жёсткие требования на добротность и точность, поэтому они выполняются из тонкого провода в виде двух обмоток небольших габаритов. Основными параметрами этих катушек являются индуктивность и коэффициент связи.

 

Вариометры. Это катушки, индуктивность которых можно изменять в процессе эксплуатации для перестройки колебательных контуров. Они состоят из двух катушек, соединённых последовательно. Одна из катушек неподвижная (статор), другая располагается внутри первой и вращается (ротор). При изменении положения ротора относительно статора изменяется величина взаимоиндукции, а следовательно, индуктивность вариометра. Такая система позволяет изменять индуктивность в 4 − 5 раз. В ферровариометрах индуктивность изменяется перемещением ферромагнитного сердечника.

 

Дроссели. Это катушки индуктивности, обладающие высоким сопротивлением переменному току и малым сопротивлением постоянному. Применяются в цепях питания радиотехнических устройств в качестве фильтрующего элемента. 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) на проводах.

 

Сдвоенные дроссели две намотанных встречно катушки индуктивности, используются в фильтрах питания. За счёт встречной намотки и взаимной индукции более эффективны для фильтрации синфазных помех при тех же габаритах. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания; в дифференциальных сигнальных фильтрах цифровых линий, а также в звуковой технике. Т.е. предназначены как для защиты источников питания от попадания в них наведённых высокочастотных сигналов, так и во избежание засорения питающей сети электромагнитными помехами. На низких частотах используется в фильтрах цепей питания и обычно имеет ферромагнитный (из трансформаторной стали) или ферритовый сердечник.

 

Применение катушек индуктивности

 

· Катушки индуктивности (совместно с конденсаторами и/или резисторами) используются для построения различных цепей с частотно-зависимыми свойствами, в частности, фильтров, цепей обратной связи, колебательных контуров и т. п..

· Катушки индуктивности используются в импульсных стабилизаторах как элемент, накапливающий энергию и преобразующий уровни напряжения.

· Две и более индуктивно связанные катушки образуют трансформатор.

· Катушка 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 катушке из-за самоиндукции возникают выбросы высокого напряжения, которые можно использовать в схеме, например, выпрямив и сгладив.

· Катушки используются также в качестве электромагнитов.

· Катушки применяются в качестве источника энергии для возбуждения индуктивно-связанной плазмы.

· Для радиосвязи — излучение и приём электромагнитных волн (магнитная антенна, кольцевая антенна).

o Рамочная антенна

o DDRR

o Индукционная петля

 

· Для разогрева электропроводящих материалов в индукционных печах.

· Как датчик перемещения: изменение индуктивности катушки может изменяться в широких пределах перемещением (вытаскиванием) сердечника.

· Катушка индуктивности используется в индукционных датчиках магнитного поля. Индукционные магнитометры были разработаны и широко использовались во времена Второй мировой войны.

 

Эффективные способы намотки, разработанные на нашем предприятии:

 

Позволяют снять ограничения на диапазоны применяемых напряжений, токов и температур. Снижают сечение провода, стоимость и массу катушек при тех же условиях эксплуатации. Либо позволяют повысить напряжения, токи и температуру эксплуатации при том же сечении провода.

Наши многолетние исследования показали, что наиболее эффективным способом охлаждения является воздушный. Применение дополнительных видов изоляции иногда бывает нежелательно и ухудшает свойства обмоток. Вместо изоляции мы применяем разделение обмотки на секции. Стремимся к увеличению площади контакта провода с мощными потоками воздуха.

 

1. Разделенная обмотка.

Лучшая альтернатива дополнительной изоляции. Обмотка разделена на любое количество секций, соединенных последовательно. Потенциал между секциями делится на количество секций. Потенциал между слоями делится на количество секций, помноженное на количество слоев. Потенциал между соседними витками в одном слое делится на количество секций, помноженное на количество слоев и количество витков в слое. Таким образом любое опасное пробивное напряжение можно снизить до электрозащитных показателей обыкновенного эмальпровода без применения особых электроизоляционных мер. Чем больше отдельных секций, тем лучше можно организовать охлаждение.

2. Бесконтактная обмотка.

Витки обмотки подвешены в воздухе на специальных растяжках. Не имеют механического, электрического и теплового контакта ни с какими другими материалами катушки, ни с каркасом, ни с корпусом, ни с электроизоляцией. Самое эффективное воздушное охлаждение, тепло- и электроизоляция.

3. Корпус в виде улитки.

Наиболее эффективным способом охлаждения обмоток мы считаем воздушное. Применение такого корпуса с вентиляторами и просчетом аэродинамических характеристик дает значительные преимущества.

4. Двухполупериодная обмотка.

Все новое – это хорошо забытое старое. Разделение обмотки на два плеча и включение через диодный мост дает попеременное включение плеч с частотой сети. В один полупериод одно плечо работает, другое отдыхает. Это позволяет применять обмотки с меньшим сечением. Особенно актуальна двухполупериодная обмотка там, где в небольшие габариты требуется поместить очень мощную обмотку с таким толстым проводом, который невозможно согнуть под требуемыми углами без повреждения. Или промышленность не выпускает настолько толстые шины, и таким образом можно перейти на меньшее сечение.

5. Трубопроводная обмотка.

Для работы на особо высоких температурных режимах. В качестве провода применяется медная труба, циркулирующая жидкость, насосы, теплообменники, хладогенераторы, резервуары.

6. Заливка компаундами с примесями на основе нитрида бора и другими для повышения теплопроводности компаунда. Либо виброустойчивая растяжка с применением специальных техпластин. Применяется на сложных виброударных режимах работы.

Наши специалисты разработают наиболее эффективный способ решения Ваших задач. Мы будем рады с Вами сотрудничать.

 

Ждем Ваших заказов.

Катушка индуктивности

Катушка индуктивности, как показано на рис. 4.11, представляет собой простомоток провода. Условное обозначение катушки индуктивности показано на рис. 4.12. В отличие от конденсатора, который препятствует изменению приложенного к нему напряжения, катушка индуктивности препятствует изменению протекающего через нее тока. Иными словами,

Рис. 4.12. Условное обозначение катушки индуктивности.                         Рис. 4.13           

если ток, подаваемый в схему, которая содержит катушку, резко увеличить, то ток в схеме будет нарастать плавно до достижения своего мак­симального значения.

Способность катушки индуктивности препятствовать изменению силы тока, протекающего через нее, носит название индуктивности этой катушки. Индуктивность обозначается буквой L, единицей ее измерения является генри (Гн).

Постоянная времени -цепи

На рис. 4.13 последовательная цепочка из конденсатора и резистора соединяется через ключ с источником питания. Когда ключ находится в положении 1, конденсатор постепенно заряжается через сопротивление, пока напряжение на нем не достигнет уровня Е т. е. ЭДС или напряжения источника питания.

Процесс заряда конденсатора показан на рис. 4.14(а) экспоненциальной кривой. Время, за которое напряжение на конденсаторе достигает значения 0,63 от максимума, т. е. в данном случае 0,63Е, называется постоянной времени контура или цепи.

 

Вернемся к рис. 4.13. Если ключ установить в положение 2, конденсатор будет сохранять запасенную энергию. При переведении ключа в положение3 конденсатор начинает разряжаться на землю через резистор R, и напряжение на нем постепенно падает до нуля. Процесс разряда конденсаторапоказан на рис. 4.14(б). В этом случае постоянной времени цепи называется время, за которое напряжение на конденсаторе уменьшается 0,63 от своего максимального значения.

 

Рис. 4.14. Кривые заряда (а) и разряда (б) конденсатора, где t — постоянная времени.

Как для случая заряда, так и для случая разряда конденсатора через резистор R постоянная времени цепи выражается формулой

где t — постоянная времени в секундах, С — емкость в фарадах, R — сопротивление, выраженное в омах.

Например, для случая С = 10мкФ и R= 10 кОм постоянная времени цепи равна

На рис. 4.15 изображены графики процессов заряда для цепей с малой и с большой постоянной времени.

 

Рис. 4.15. Процессы заряда для цепей с малой и с большой постоянной времени.

 

Постоянная времени RL-цепи

Рассмотрим схему, изображенную на рис. 4.16. Катушка индуктивности L соединена последовательно с резистором R, имеющим сопротивление 1 кОм. В момент замыкания ключа S ток в цепи равен нулю, хотя под действиемЭДС источника он, казалось бы, должен резко увеличиться. Однако катушка индуктивности, как известно, препятствует всякому изменению силы тока, протекающего через нее, поэтому ток в цепи будет возрастать по экспоненциальному закону, как показано на рис. 4.17. Ток будет возрастать до тех пор, пока не достигнет своего максимального значения. После этого увеличение тока прекратится, а падение напряжения на резисторе R станет равным приложенному напряжению Е. Установившееся значение тока равно

E/R = 20 В/1 кОм = 20 мА.

Скорость изменения тока в цепи зависит от конкретных значений R и L. Время, необходимое для того, чтобы сила тока достигла значения, равного 0,63 от его максимальной величины, носит название постоянной времени цепи. Постоянная времени вычисляется по формуле L/R где L выражается в генри, а R — в омах. В этом случае постоянная времени получается в секундах. Используя значения L и R, указанные на рисунке, получаем

Следует заметить, что, чем больше R, тем меньше L/R и тем быстрее изменяется ток в цепи.

Рис. 4.16.

 

Рис. 4.17. Экспоненциальное увеличение тока, протекающего через катушку индуктивности.

 

Сопротивление по постоянному току

Катушка индуктивности, включенная в цепь, не препятствует протеканию постоянного тока, если, конечно, но принимать во внимание очень малое сопротивление провода, из которого она сделана. Следовательно, катушка индуктивности имеет нулевое или очень малое сопротивление и может рассматриваться в цепи постоянного тока как цепь короткого замыкания. Конденсатор же в связи с наличием в нем изолирующего ди­электрика имеет бесконечное или очень большое сопротивление и может рассматриваться в цепи постоянного тока как разрыв.

 
Векторное представление

Сигнал синусоидальной формы может быть представлен в виде век­тора ОА, вращающегося против часовой стрелки с угловой скоростью ω= 2πf, где f – частота сигнала (рис. 4.18). По мере того как поворачивается вектор, ордината его конца характеризует показанный на рисунке синусоидальный сигнал. Один полный оборот вектора (360°, или 2π) со­ответствует одному полному периоду. Половина оборота (180°, или π) со­ответствует половине периода, и так далее. Таким образом, ось времени, как показано на рисунке, может использоваться для нанесения значений угла, на который повернулся вектор. Максимум сигнала достигается при 90° (1/4 периода), а минимум — при 270° (3/4 периода).

Теперь рассмотрим два синусоидальных сигнала, представленных на рис. 4.19(а) векторами ОА и ОВ соответственно. Если оба сигнала имеют одинаковые частоты, то векторы ОА и ОВ будут вращаться с одинаковой угловой скоростью ω= 2πf. Это означает, что угол между этими векторами

 

Рис. 4.18. Векторное представление синусоидального сигнала.

Рис. 4.19. Разность фаз. Вектор ОА опережает вектор ОВ

 (или вектор ОВ отстает от вектора ОА) на угол θ.

изменяться не будет. Говорят, что вектор ОА опережает вектор ОВ на угол θ, а вектор ОВ отстает от вектора ОА на угол в. На рис. 4.19(б) эти сигналы развернуты во времени.

Если оба этих синусоидальных сигнала сложить, то в результате получим другой синусоидальный сигнал, имеющий ту же частоту f, но другую амплитуду. Результирующий сигнал может быть представлен вектором ОТ, который, как показано на рис. 4.19(в), является векторной суммой векторов ОА и ОВ. Вектор ОТ опережает вектор ОВ на угол α и отстает от вектора ОА на угол γ. Дальше вы увидите, что векторное представление является весьма удобным приемом при анализе и расчете цепей переменного тока.

В этом видео рассказывается о катушке индуктивности:

 

Добавить комментарий

кратко о напряжении и других параметрах

В электросхемах часто применяют элемент, именуемый дросселем, реактором и много как еще, а по сути являющийся катушкой индуктивности.

Устроена она предельно просто, но при этом «умеет» очень многое. Ниже рассмотрим, как работает катушка индуктивности в цепи переменного тока.

Устройство катушки

Катушку изготавливают путем наматывания на цилиндрический или тороидальный каркас провода в изоляции. Изоляция — обязательный атрибут, без нее из-за межвиткового замыкания, катушка превратится в обычный проводник.

На концах намотанного провода устанавливают контакты. С их помощью катушка индукции подключается в цепь последовательно с нагрузкой. Внутрь каркаса может помещаться металлический сердечник.

 При изготовлении катушки провод наматывают двумя способами:

  1. в один слой: такую обмотку называют «рядовой с шагом»;
  2. в несколько слоев: способ обозначают терминами «внавал» или «универсал».

Расстояние, на которое витки провода отстоят друг от друга, называется шагом. При намотке некоторых катушек шаг постепенно увеличивают (прогрессивный шаг), чем добиваются снижения паразитной емкости.

Принцип работы

Чтобы понять принцип действия катушки индукции, следует знать:

  • вокруг движущихся электрически заряженных частиц (электрический ток) возникает электромагнитное поле. Если проводник с протекающим током смотан в катушку, поле многократно усиливается. Еще большим оно становится при использовании металлического сердечника, что объясняется высокой магнитопроницаемостью металлов по сравнению с воздухом;
  • переменное магнитное поле наводит в проводнике ЭДС (закон электромагнитной индукции, открытый М. Фарадеем).

Способность катушки превращать электрическую энергию в магнитное поле, называется индуктивностью. Она измеряется в генри (Гн), в формулах обозначается литерой L. Катушка индуктивностью в 1 Гн при изменении силы тока со скоростью dI = 1 А/с (ампер в секунду) создает ЭДС в 1 В. Индуктивность катушки зависит от ее длины, потому шаг витков стремятся делать как можно меньшим.

Сердечник в катушке может быть регулируемым, тогда элемент имеет переменную индуктивность. Также применяют катушки вовсе без сердечника. Если катушка включена в цепь постоянного тока, то весь эффект от нее состоит в создании электромагнитного поля. Так устроены, например, электрические магниты для захвата металлолома, устанавливаемые на погрузочных кранах.

При проведении эксперимента надо ограничить ток в цепи, посредством включенной последовательно с катушкой нагрузки, иначе возникнет короткое замыкание.

Катушка индуктивности в цепи переменного тока

В цепи переменного тока в катушке индуктивности происходит следующий процесс:

  1. ток возбуждает в катушке электромагнитное поле. Поскольку он переменный, то и параметры электромагнитного поля во времени меняются, то есть оно тоже переменное;
  2. переменное магнитное поле в соответствии с законом электромагнитной индукции возбуждает в самой катушке ЭДС. Ее так и называют — ЭДС самоиндукции. Она всегда идет против направления изменения силы тока. Следовательно, в первой половине полупериода, когда сила тока возрастает, катушка это нарастание сдерживает. При этом часть энергии электричества накапливается в формируемом катушкой магнитном поле;
  3. во второй половине полупериода, катушка, наоборот, противостоит снижению силы тока, возвращая в цепь накопленную в виде магнитного поля энергию.

Таким образом, катушка индукции оказывает сопротивление источнику переменного тока. Это сопротивление имеет иную природу, нежели активное, преобразующее электрическую энергию в тепло.

Сопротивление катушки энергию не потребляет, а лишь аккумулирует ее и затем снова возвращает в цепь, меняя характер протекания в ней тока. Его называют индуктивным. В противоположность активному, оно, как и емкостное сопротивление конденсатора, является реактивным.

Эффект проявляется тем сильнее, чем выше частота переменного тока, то подтверждается формулой расчета индуктивного сопротивления: XL = w*L = 2 π * f * L, где:

  • XL — индуктивное сопротивление, Ом;
  • W — круговая частота переменного тока, рад/с;
  • F — частота переменного тока, Гц;
  • L — индуктивность катушки, Гн.

Индуктивное сопротивление, несмотря на иной принцип действия, измеряется в тех же единицах, что и активное — Омах. Таким образом, в цепях переменного тока катушка индуктивности выступает ограничителем силы тока и нагрузку, в отличие от цепи постоянного, вводить не требуется.

Зависимость индуктивного сопротивления катушки от частоты тока позволяет использовать данный элемент помимо прочего, для фильтрации высокочастотных помех или сигналов. Например, при установке его в схеме динамика, последний воспроизводит только низкие частоты, то есть играет роль сабвуфера.

На преодоление индуктивного сопротивления источник расходует часть мощности — это реактивная мощность (Wр). Остальное называют активной или полезной мощностью (Wа) — она производит полезную работу. Вместе реактивная и активная мощности образуют полную: Wр + Wа = Wпол.

График происходящих процессов в катушке индуктивности

Доля активной мощности характеризуется параметром cosϕ: cosϕ = Wа / W пол. Полную мощность принято измерять в вольт-амперах (ВА). Именно эти единицы указываются в характеристике источников бесперебойного питания (ИБП) и дизельных электрогенераторов. Активная мощность измеряется в привычных ваттах (Вт).

Все сказанное имеет отношение к потребителям с электродвигателями и трансформаторами, поскольку обмотки этих элементов по сути, являются катушками индуктивности. То есть если на шильдике импульсного блока питания компьютера указано, что его мощность составляет 400 Вт и cosϕ = 0,7, то от «бесперебойника» данное устройство потянет мощность Wпол = Wа / cosϕ = 400 0,7 = 571,4 ВА.

При большом количестве подобных потребителей, затраты на реактивную мощность существенно перегружают генераторы электростанций, ввиду чего в энергосетях применяют установки компенсации реактивной мощности (УКРМ).

При включении катушки индуктивности в цепь постоянного тока процесс, описанный в пунктах 1-3, также имеет место, только не все время, а в момент включения/отключения.

Если собрать простейшую цепь из последовательно установленных выключателя, катушки и лампы, можно видеть, что лампочка загорается при замыкании цепи с запаздыванием и также с запаздыванием гаснет после размыкания.

Объясняется это тем, что ток в момент включения меняется от нулевого значения до максимума, также в момент отключения его значение меняется, хоть и очень быстро, от максимума до нуля. В первом случае катушка накапливает в себе часть энергии в виде магнитного поля, во втором — отдает ее лампе, отчего та и горит после размыкания цепи.

График зависимости тока и ЭДС самоиндукции от времени

Графически характер изменения тока в цепи и ЭДС самоиндукции с течением времени выглядит так:

Зависимость тока и ЭДС самоиндукции в катушке в цепи переменного тока

Из графика видно, что ЭДС самоиндукции тем больше, чем выше скорость изменения силы тока. В начале периода (участок вблизи т.1 на графике) сила тока возрастает быстро, потому и ЭДС самоиндукции здесь максимальна. К концу первой четверти периода (т. 2) скорость изменения снижается почти до нуля (синусоида принимает горизонтальное положение), после чего сила тока все стремительнее уменьшается (участок между т. 2 и т. 3).

Соответственно, ЭДС самоиндукции снижается в т. 2 до нуля, а затем снова возрастает, но при этом меняет знак на противоположный: теперь она противодействует падению силы тока, то есть ток и ЭДС по знаку совпадают. В следующем полупериоде картина повторяется.

График зависимости тока и напряжения в цепи от времени

Графически зависимость тока в цепи и напряжения с течением времени выглядит так:

График зависимости тока и напряжения в цепи от времени

Как видно, синусоиды тока и напряжения не совпадают: первая смещена относительно второй на угол в 900 или ¼ периода вправо, то есть, отстает от нее. Данное явление называют сдвигом фаз.

Сдвиг фаз между напряжением и током

Данное явление обусловлено противодействием катушки индуктивности изменению силы тока.

Изучить явление поможет простой опыт, для которого понадобятся следующие устройства и элементы:

Все элементы последовательно подключаются к источнику постоянного тока. На осциллографе видно две синусоиды, отображающие напряжение на генераторе частоты (красная) и на резисторе (желтая).

Вторую синусоиду можно считать отображением колебаний тока на резисторе, так как он по амплитуде, фазе и частоте всегда соответствует напряжению на данном участке.

Ход опыта:

  1. генератор настраивается на частоту в 1 кГц. По осциллографу видно, что фазы обеих синусоид совпадают. Амплитуда на второй синусоиде составляет почти 2 В;
  2. увеличивают частоту тока до 100 кГц. Осциллограф отражает два изменения: амплитуда колебаний напряжения на резисторе уменьшилась, а синусоида резистора сдвинулась относительно синусоиды генератора: это и есть сдвиг фаз;
  3. при дальнейшем увеличении частоты, наблюдается следующее: амплитуда напряжения на резисторе падает до 480 мВ, а сдвиг фаз увеличивается;
  4. при установке максимально возможной частоты, амплитуда напряжения на резисторе падает до 120 мВ. Сдвиг фаз приближается к 900 (четверть периода).

Опыт подтвердил, что индуктивное сопротивление катушки при увеличении частоты возрастает. Попутно наблюдается сдвиг фаз между напряжением источника и током нагрузки, стремящийся к 900.

Видео по теме

Кратко о катушке индуктивности в цепи переменного тока в видео:

Катушка индуктивности при всей своей простоте, применяется довольно широко. Это и индукционные нагреватели, и обмотки трансформаторов, двигателей и генераторов, и дроссели (сглаживание пульсаций и подавление помех), и реактор (ограничение силы тока при замыкании на ЛЭП), и многое другое. Правильно применяя данный элемент, радиолюбитель повысит качество работы электросхемы.

Что такое индуктор (катушка)? | Тех

Что такое индуктор (катушка)?

Катушки индуктивности называются пассивными компонентами, так же, как резисторы (R) и конденсаторы (C), и являются электронными. компоненты, помеченные буквой «L». Он имеет функцию поддержания постоянного тока. Способность индуктора выражается «индуктивностью». Единица — Генри (H).

Катушка индуктивности имеет ту же структуру, что и катушка, но большинство индукторов, называемых индукторами, имеют одну обмотку (1 рулон).Некоторые намотаны только проводниками, а другие имеют сердечник внутри намотанных проводников. Действие индуктор пропорционален квадрату количества витков или радиуса и обратно пропорционален длина.

Основные принципы индукторов

Прежде всего, кратко объясним принцип работы индукторов. Когда электрический ток течет через проводника, вокруг него создается магнитная сила в направлении правой резьбы.Когда ток течет через индуктор с проводниками, намотанными вокруг него в одном направлении, магнитное поле, генерируемое вокруг проволока связывается и становится электромагнитом (рис. 1). И наоборот, также можно сгенерировать электрический ток от магнитной силы.

Рисунок (1)

Рисунок (2)

Рисунок (3)

Принцип индуктивности

Когда магнит перемещается ближе или дальше от индуктора, который стал электромагнитом, магнитный поле индуктора изменяется.Это заставляет электрический ток течь, чтобы создать «силу против изменение », которое пытается сохранить направление и импульс магнитного поля. Это называется« электромагнитным индукция.

Как показано на принципиальной схеме, когда через катушку индуктивности протекает постоянный ток (Рисунок 2), электродвижущая сила в направлении, которое мешает току, генерируется в начале текущего потока. Этот свойство называется самоиндуктивным эффектом.Однако позже, когда постоянный ток достигнет определенного значения, магнитный поток перестает изменяться, и электродвижущая сила больше не генерируется, поэтому ток больше не заблокирован.

Электродвижущая сила, генерируемая в индукторе, пропорциональна скорости изменения тока (ΔI / Δt).

V = L ・ ΔI / Δt

V: электродвижущая сила (В)
L: индуктивность (H)
ΔI / Δt: скорость изменения тока (А / с)

С другой стороны, при подаче переменного тока (рис.3), напряжение становится больше, когда ток возрастает от 0 потому что скорость изменения тока самая большая. По мере того, как скорость увеличения тока замедляется, напряжение уменьшается, и в точке, где ток достигает максимума, напряжение становится равным нулю.

Когда ток начинает падать от своего максимального значения, начинает генерироваться отрицательное напряжение, и напряжение находится в самой низкой точке, когда ток достигает нуля. Рассматривая здесь формы сигналов напряжения и тока, мы можем видеть, что электродвижущая сила генерируется с фазой, которая на 1/4 медленнее.

Следовательно, пропускать переменный ток труднее, чем постоянный. Кроме того, если частота переменного тока превышает определенное значение, ток будет постоянно блокироваться электродвижущей силой, и ток не будет течь. Следовательно, чем выше частота переменного напряжения, тем труднее течь току.

Обобщить

  • Когда течет ток, создается магнитная сила.
  • При изменении магнитного поля течет ток
  • Легко пропускать постоянный ток и трудно пропускать переменный ток.

Благодаря этим свойствам индукторы находят применение в самых разных областях.

Роли индукторов (катушек)

1. Приложения для силовых цепей

Как упоминалось выше, индукторы могут легко пропускать постоянный ток, но у них есть свойство, затрудняющее пропускают переменный ток. Кроме того, при прохождении переменного тока индукторы обладают свойством подавлять его волны и превращая его в более плавный ток. По этой причине индукторы используются в цепях питания для электронные схемы, работающие на постоянном токе.

Обычные блоки питания представляют собой цепи переменного тока, поэтому для работы электронных схем необходимо пройти через сглаживающую цепь для регулировки тока. В этих сглаживающих цепях используются индукторы. Катушки индуктивности также полезны для удаления шума из-за их способности не пропускать высокочастотный переменный ток. Индукторы, используемые в источниках питания схемы в основном называются силовыми индукторами или дроссельными катушками.

2. Приложения для высокочастотных цепей

Основной механизм и концепция индукторов для высокочастотных цепей такие же, как и для источников питания. схемы.Однако высокочастотные цепи, которые часто используются для связи, такие как беспроводная локальная сеть, не работают. в диапазоне высоких частот от нескольких десятков МГц до нескольких ГГц, поэтому обычные катушки индуктивности не могут использоваться в таких схемы. Следовательно, катушки индуктивности с более высокими характеристиками (значение Q: добротность), чем обычные катушки индуктивности, являются использовал.

В идеале индуктор должен выполнять только функцию индуктивности, но на самом деле у него есть внутренняя и клеммная сопротивление, а также емкость распределения и другие характеристики, которые заставляют катушки действовать как электроды конденсатора.

Конденсаторы являются противоположностью катушек индуктивности в том, что они имеют свойство пропускать переменный ток без прохождения постоянного тока. Текущий. Поэтому, когда частота низкая, характеристики индуктора преобладают, но когда частота превышает определенный уровень, функция конденсатора преобладает над функцией катушки индуктивности, и это больше не может использоваться в качестве индуктора.

Частота, при которой происходит это реверсирование, называется собственной резонансной частотой.Когда ток с частоты, близкой к собственной резонансной частоте потоков, свойств индуктора и свойств конденсаторы компенсируют друг друга. В результате полное сопротивление (сопротивление в цепях переменного тока) индуктора уменьшается, и может течь больше тока. Воспользовавшись этим свойством, индукторы для высокочастотных цепей используются для извлечения сигналов с определенными частотами.

3. Заявки на силовой трансформатор

Катушки индуктивности

также используются в трансформаторах, установленных на опорах электросети и т.п.В трансформаторных приложениях, их чаще называют не индукторами, а катушками. Когда на катушку индуктивности подается переменное напряжение, ток протекающий через него изменяется, что вызывает изменение магнитной силы, и эта магнитная сила влияет на окружающие индукторы, генерирующие напряжение. Такое действие называется «взаимной индукцией».

В трансформаторе изменение магнитной силы, создаваемое током, протекающим через катушку с большим числом на количество витков воздействует соседняя катушка с меньшим количеством витков, тем самым генерируя большее напряжение и повышение напряжения.

Помимо преобразования напряжения для силовых цепей, существуют другие типы индукторов, используемых в радио и беспроводные схемы, такие как «IFT», извлекающие сигналы промежуточной частоты, и «аудиопреобразователи», которые преобразовывать сигналы звуковой частоты.

Типы индукторов (катушек)

Далее давайте посмотрим на классификации основных индукторов и их характеристики. Есть много способов классифицировать их, но здесь мы сначала классифицируем их в соответствии со структурой обмотки.

1. Индуктор с проволочной обмоткой

Катушка индуктивности с проволочной обмоткой — это индуктор, наиболее близкий по форме к катушке, с проводником, намотанным по спирали. форма, как объяснено в первом разделе. Некоторые индукторы полые, а у других намотаны проводники. сердечник (например, шпулька в швейных машинах). Существуют различные размеры и формы в зависимости от приложение и значение индуктивности.

Они подходят для цепей, в которых должен протекать большой ток или где требуется высокое значение индуктивности.

2. Многослойные индукторы

Многослойные индукторы состоят из чередующихся слоев феррита или керамики и катушек. Схема катушки изготовлены не путем намотки проводников, а путем трафаретной печати поверх феррита или другого материала. Слои и слои этого используются, чтобы придать ему свойства катушки. С другой стороны, благодаря своей структуре, он также имеет внутри конденсаторный компонент.

Катушки индуктивности имеют разные названия в зависимости от назначения

Катушки индуктивности используются в самых разных областях нашей повседневной жизни.В зависимости от приложения они называются катушки, дроссели, реакторы, соленоиды, сетевые фильтры и т. д., как и в случае трансформаторов. Ниже приводится список типичные имена.

Дроссельная катушка

Катушка индуктивности, которая в основном используется в цепях питания, называется дроссельной катушкой. Он используется для регулировки переменного тока до однонаправленный ток и убрать шум.

Фильтр синфазных помех

Синфазный фильтр имеет форму двух интегрированных дроссельных катушек и используется для удаления шум в цифровых интерфейсах, таких как USB и HDMI.

Тороидальная катушка

Катушка с ферромагнитным сердечником в форме пончика называется тороидальной катушкой. В отличие от катушек со стержневыми сердечниками, магнитный поток в обмотке меньше утекает наружу. Следовательно, он очень стабилен и воспроизводим, а также часто используется в высокочастотных цепях.

Описание однооборотных индукторов

— Блог о пассивных компонентах

Плоский провод, конструкция индуктора «один виток», обеспечивает высокий КПД при больших токах, что идеально подходит для приложений с высокой частотой коммутации.Блог Kemet объяснил его основную конструкцию и особенности.

Основы индуктивности

Инженеры знают это так, как будто они знают, что конденсаторы представляют собой параллельные пластины, а катушки индуктивности — катушки с проволокой. Это понятие пришло нам в голову с первых дней создания электрических цепей 1. Тогда мир был таким простым, ток тек в одном направлении, провода были идеальными проводниками, а конденсаторы всегда держали заряд. Индукторы накапливают энергию за счет созданного магнитного поля. Когда ток течет через катушку с проволокой, создается магнитное поле, которое поддерживается материалом сердечника, вокруг которого намотана катушка.Когда это магнитное поле схлопывается, в катушке с проволокой возникает ток. По сути, индуктор является двойным конденсатором. Если конденсатор устойчив к изменениям напряжения, катушка индуктивности устойчива к изменениям тока.

Однооборотный индуктор

Катушки индуктивности не всегда должны быть плотно упакованы в катушки с проволокой. Да, количество витков — один из факторов, влияющих на общую индуктивность. Согласно приведенному ниже уравнению, это фактор в квадрате и, следовательно, основной.

Но это не единственный фактор. Относительная проницаемость керна, которая определяется материальным составом самого керна, является еще одним фактором. Можно частично восстановить потерянную индуктивность, уменьшив количество витков, улучшив проницаемость сердечника путем выбора катушек индуктивности с материалом ферритового сердечника с высокой магнитной проницаемостью.

Конструкция индуктора с одним витком; кредит Kemet Electronics

Все дело в DCR и убытках

Что такого хорошего в одновитковой катушке индуктивности? Итак, независимо от качества материала сердечника, вы не восстановите всю индуктивность за один оборот.Но не всегда нужна тонна индуктивности. Тем более, что частота переключения увеличивается, вам нужно все меньше и меньше индуктивности. Тем не менее, очереди имеют свою цену. Одна из самых больших составляющих потерь в катушке индуктивности — это потери в меди постоянного тока. Если посмотреть уравнение сопротивления провода:

Общее сопротивление равно удельному сопротивлению ρ, которое представляет собой параметр материала, умноженный на длину провода L, деленную на площадь поперечного сечения A. Это означает, что если вы хотите уменьшить потери в проводнике, вы можете сделайте его короче или толще (или из другого материала).Мы все по многим причинам привязаны к меди, поэтому удельное сопротивление такое, какое оно есть. И если вы сделаете провод толще, вы увеличите общий размер вашего компонента, что никому не нужно. Итак, вам осталось сделать его короче.

Уменьшение DCR необходимо для уменьшения потерь. Но что плохого в потере? Что ж, эта потеря мощности должна куда-то идти, а в электронике она обычно превращается в тепло. Неконтролируемый нагрев плохо влияет на другие компоненты и может быть небезопасным.

Последнее преимущество этих собранных катушек индуктивности заключается в том, что индуктивность можно точно контролировать, регулируя размер зазора между двумя грейферными гайками.Это приводит к созданию катушек индуктивности, которые можно точно настроить для обеспечения максимальной мощности на их рабочей частоте.

Основные области применения однооборотных индукторов

Неумолимый марш электроники, как правило, идет к большей мощности, уменьшаясь в размерах. Именно по этой причине был разработан индуктор большой силы тока с одним витком. Конструкция с одним витком позволяет работать с большими токами при одновременном снижении потерь и размеров. Больше катушек индуктивности и больше шин можно разместить в более узком пространстве.

Однооборотные индукторы с узкой микросхемой, полезная для примера применения; кредит Kemet Electronics Источник: Кемет Электроникс

Катушки индуктивности, дроссели | Регулируемые катушки индуктивности

834 Jonson Manufacturing

16015 9015

160 — Производство1 9016 9015 Johanson — Производство

286 9015 9015 9015 Производство

%% 9019 100 nH 221 — 9019 100 nH @ 50 МГц (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

1

1

(TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

1

90UST201 — AD0003 долл. США

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТОР 48NH SMD

$ 9,24 000

544 — Немедленно

Johanson Manufacturing09

Навалом

Активный 48 нГн120 при 100 МГц Поверхностный монтаж Радиальный горизонтальный цилиндр 0.Диаметр 276 дюймов x 0,236 дюйма L (7,00 мм x 6,00 мм)

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТОР 88NH SMD

$ 9,24000

1

1956-1090-ND

Навалом

Активный 88 nH 50 @ 100MHz Поверхностный цилиндр, радиальныйДиаметр 276 дюймов x 0,236 дюйма L (7,00 мм x 6,00 мм)

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТОР 60NH SMD

$ 9,24000

1

1956-1087-ND

Навалом

Активный 60 нГн 101 при 100 МГц Поверхностный цилиндр, радиальныйДиаметр 276 дюймов x 0,236 дюйма L (7,00 мм x 6,00 мм)

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТОР 30NH SMD

$ 9,24000

110 — Производство1 9016 9015 Johanson — Производство

1

1956-1085-ND

Навалом

Активный 30 нГн 120 при 100 МГц 120 @ 100MHz Поверхностное крепление, радиальноеДиаметр 276 дюймов x 0,236 дюйма L (7,00 мм x 6,00 мм)

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТОР 74NH SMD

$ 9,24000

110 — Производство1 9016 9015 Johanson — Производство

1

1956-1088-ND

Навалом

Активный 74 нГн 114 @ 100 МГц 114 @ 100MHz Поверхностное крепление, радиальноеДиаметр 276 дюймов x 0,236 дюйма L (7,00 мм x 6,00 мм)

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТОР 74NH SMD

9,40000 $

1

1956-1089-ND

Навалом

Активный 74 nH 114 @ 100MHz Поверхностное крепление, радиальное Поверхностное креплениеДиаметр 276 дюймов x 0,236 дюйма L (7,00 мм x 6,00 мм)

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТОР 73NH SMD

$ 0,38000

Inc. America Inc.

1

Non-Stock

TKS2709TR-ND

TKS2709CT-ND

MC152

Лента и катушка (TR)

9 Cut Tape (TR)

73 нГн

± 10% 105 при 100 МГц Поверхностный монтаж Нестандартный 0.276 дюймов (длина) x 0,217 дюйма (ширина) (7,00 мм x 5,50 мм) 0,205 дюйма (5,20 мм)

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТОР 422NH TH

$ 0,36000

для Америки Inc.

Toko America Inc.

1

Non-Stock

TK3006-ND

MC134

Навалом

Вышло из употребления 422 nH Сквозное отверстие Радиальное 0.512 дюймов x 0,512 дюйма (13,00 мм x 13,00 мм) 0,287 дюйма (7,30 мм)

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТОР 27UH TH

0,45000 долл. США

13,8989 — Ближайшее Inc.

Toko America Inc.

1

Non-Stock

TK2410-ND

7PH

Навалом

Вышло из употребления .52 МГц Сквозное отверстие Радиально, банка 0,295 дюйма x 0,295 дюйма (7,50 мм x 7,50 мм) 0,472 дюйма (12,00 мм)

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТОР 530152

$ 0,5

2,494 — Немедленно

Toko America Inc. Toko America Inc.

1

Non-Stock

TK2723-ND

MC320 9018 530 нГн ± 2% 100 при 50 МГц Сквозное отверстие Радиальное 0.394 дюйма x 0,394 дюйма (10,00 мм x 10,00 мм) 0,512 дюйма (13,00 мм)

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТОР 22UH SMD

$ 0,80000

15,203 для Америки Inc.

Toko America Inc.

1

Non-Stock

TKS2258TR-ND

TKS2258CT-ND

5CCD

Tape & Reel 9000 Cut 9000 (TR2)

Устарело 22 мкГн ± 5% 45 @ 2.52 МГц Поверхностный монтаж Нестандартный 0,244 дюйма (длина) x 0,240 дюйма (ширина) (6,20 мм x 6,10 мм) 0,217 дюйма (5,50 мм)

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТОР 680152

4674 — Немедленно

Toko America Inc. Toko America Inc.

1

Non-Stock

TK5007-ND

5K

Obsolete6 6

± 6% 45 при 45 МГц Сквозное отверстие Радиально, горизонтально, 4 вывода 0.232 дюйма x 0,232 дюйма (5,90 мм x 5,90 мм) 0,244 дюйма (6,20 мм)

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТОР 470NH TH

0,80000 долл. США

6

3,5869 до 90ko Inc.

Toko America Inc.

1

Non-Stock

TK5006-ND

5K

Навалом

Устаревший 470 451 Гц 470 nH Сквозное отверстие Радиально, горизонтально, 4 вывода 0.232 дюйма x 0,232 дюйма (5,90 мм x 5,90 мм) 0,244 дюйма (6,20 мм)

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТОР 100NH TH

0,57000 долл. США

62 8129 — Непосредственно Inc. Toko America Inc.

1

Non-Stock

TK3139-ND

7KMM

Bulk

% Устаревший Сквозное отверстие Радиальное 0.307 дюйма x 0,307 дюйма (7,80 мм x 7,80 мм) 0,512 дюйма (13,00 мм)

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТОР ПРОХОДЯЩЕЕ ОТВЕРСТИЕ

$ 0,71000

Америка Inc.
Toko America Inc.

1

Non-Stock

E540SN-08001-ND

MC134

Навалом

Вышедший из употребления9 — Вышедший из употребления — Отверстие Радиальное 0.287 дюймов (длина) x 0,287 дюйма (ширина) (7,30 мм x 7,30 мм) 0,512 дюйма (13,00 мм)

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТОР 240NH TH

$ 0,86000

579

578 — Inc.

Toko America Inc.

1

Non-Stock

TK2707-ND

MC120

Навалом

Устаревший 24019 501 Гц Сквозное отверстие Радиальное 0.394 дюйма x 0,394 дюйма (10,00 мм x 10,00 мм) 0,512 дюйма (13,00 мм)

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТОР 100NH TH

$ 1,06000

136 — до

136 — до

для Америки Inc. Toko America Inc.

1

# 292KNAS-T1028Z-ND

7KMM

Bulk

Снято с производства Digi-Key Сквозное отверстие Радиальное 0.307 x 0,307 дюйма (7,80 x 7,80 мм) 13,00 мм (0,512 дюйма)

$ 1,87000

735 — Immediate

Murata Electronics Murata Electronics

1

490- # A1313B-0031GRG = P3TR-ND

490- # A1313B-0031GRG = P3CT-ND

490- # A1313B-0031GRG = P3DKR-ND 9181 —

Active 54 @ 100MHz Поверхностный монтаж 6-SMD, без свинца 0.220 дюймов x 0,220 дюйма (5,60 мм x 5,60 мм) 0,236 дюйма (6,00 мм)

$ 1,87000

725 — Немедленно

Murata Electronics

490- # A1313B-0032GGH = P3TR-ND

490- # A1313B-0032GGH = P3CT-ND

490- # A1313B-0032GGH = P3DKR-ND

— Re: (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active 72 при 100 МГц Поверхностный монтаж 6-SMD, без свинца 0.220 дюймов x 0,220 дюйма (5,60 мм x 5,60 мм) 0,236 дюйма (6,00 мм)

$ 1,87000

646 — Немедленно

Murata Electronics

490- # A1313B-0030GRG = P3TR-ND

490- # A1313B-0030GRG = P3CT-ND

490- # A1313B-0030GRG = P3DKR-ND

Active 61 при 100 МГц Поверхностный монтаж 6-SMD, без свинца 0.220 дюймов x 0,220 дюйма (5,60 мм x 5,60 мм) 0,236 дюйма (6,00 мм)

$ 1,

948 — Немедленно

Murata Electronics

490-N1342AAA-0001Z = P3TR-ND

490-N1342AAA-0001Z = P3CT-ND

490-N1342AAA-0001Z = P3DKR-ND 9181 *

(Tape 9015) TR ​​9015 (TRAP)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active

$ 1.

586 — Немедленно

Murata Electronics Murata Electronics

1

490-14346-2-ND

490-14346-1-ND

-14 4

Tape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Not for New Designs 50 nH ± 3% 72 @ Surface 9015 Крепление Нестандартное 0.220 дюймов x 0,220 дюйма (5,60 мм x 5,60 мм) 0,224 дюйма (5,70 мм)

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТОР 2,5 MH SMD

1,

62 0 — 1,62 0 — Электроника Murata Electronics

1

490-16640-2-ND

490-16640-1-ND

490-16640-6-ND

FSDVA

TRape )

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active 2.5 м вод.

$ 1.87000

0 — Немедленно

Murata Electronics Murata Electronics

1

490- # A1313B-0029GGH = P3TR000-ND-ND

-A1313B-0029GGH = P3TR000-ND

490- # A1313B-0029GGH = P3DKR-ND

Лента и катушка (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active-9015 @ 100 МГц Поверхностный монтаж 6-SMD, без вывода 0.220 дюймов x 0,220 дюйма (5,60 мм x 5,60 мм) 0,236 дюйма (6,00 мм)

$ 0,

0 — Немедленно

Murata Electronics Murata Electronics 9017a6

1,000

Non-Stock

490-N1342BCA-0004UG = P3TR-ND

*

Лента и катушка (TR)

Активный

Дроссели, катушки, дроссели | Катушки постоянной индуктивности

(2016)499 100 Поверхностный монтаж

6

6

6

732-1086-6-ND

WE

Tape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

9156 100 кГц Поверхностный монтаж Shield 9019 3 — 915m Макс. WE-

WE-

3 915 мА 9015 Экранированный901 93- LAPE Lape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

M Tape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

9156 100 кГц Поверхностный монтаж 9176

732-2617-6-ND

0,110 дюйма (2,80 мм x 2,80 мм) (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

9 100 кГц9 100 кГц Поверхностный монтаж% 1.5 A $ 1,50000

2,489 — Немедленно

9156 100 кГц Поверхностный монтаж00 ND 732-1095-1095 9-ND00 -6-ND

9156 100 кГц Поверхностный монтаж

FIXED IND 2.2UH 1.6A 135MOHM SMD

$ 1.08000

14149 — Немедленно

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

6-27 9322-1

D

732-9716-6-ND

WE-PMCI

Лента и катушка (TR)

Режущая лента (CT)

Digi-Reel®

Активный Формованный9 — 2,2 90 мкГн ± 20% 1.6 A 2.5A Экранированный 135 мОм Макс 40 МГц-40 ° C ~ 125 ° C 1 МГц Поверхностный монтаж 0,079 дюйма Д x 0,063 дюйма (2,00 мм x 1,60 мм) 0,039 дюйма (1,00 мм)

ФИКСИРОВАННЫЙ IND 4,7UH 3A 30 MOHM SMD

9161

$ 1,16

14,817 — Немедленно

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

732-5517-2-ND

732-5517-1-ND

5 9000-632-75 -LQS

Tape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Wirewound Ferrite 4.7 мкГн ± 30% 3 A 3.8A Полуэкранированный 30 мОм 43 МГц-40 ° C ~ 125 ° C 100 k156 Поверхностный монтаж Нестандартный 5040 0,197 дюйма x 0,197 дюйма (5,00 мм x 5,00 мм) 0,157 дюйма (4,00 мм)

ФИКСИРОВАННЫЙ ИНД.

1,28000 долл. США

10,226 — Немедленно

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

732-7257-2-ND

-7-1000 732-7257-2-ND

-7000-1 732-2000 ND

-7000 7322-6000 ND

WE-LQS

Tape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Wirewound 1 mH 20156 ± 20156% 250 мА 365 мА Полуэкранированный 9015 6 4.783 Ом 1,86 МГц -40 ° C ~ 125 ° C 100 кГц Поверхностный монтаж Нестандартный 6045 0,236 дюйма L x 0,236 дюйма x 6,00 мм) 0,177 дюйма (4,50 мм)

FIXED IND 3,3UH 1,25A 264MOHM SM

1

732-4847-2-ND

732-4847-1-ND

732-4847-6-ND

WE-MAPI

Лента и катушка (TR)

Отрезанная лента (CT)

Digi-Reel®

Active Литой Металлический композит 3.3 мкГн ± 20% 1,25 A 2,1 A Экранированный Макс 264 мОм 50 МГц-40 ° C ~ 125 ° C
1008 (2520 метрических) 1008 (2520 метрических) 0,098 дюйма x 0,079 дюйма (2,50 мм x 2,00 мм) 0,039 дюйма (1,00 мм)

FIXED IND 1UH 2.2A 55 MOHM SMD

1.48000 $

29244 — Немедленно

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

WE-TPC

Лента и катушка (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Wirewound Ferrite 1 мкГн ± 30% 2.2 A 1,6 A Экранированный 55 мОм Макс 150 МГц-40 ° C ~ 125 ° C 100 кГц 9015 9015 9015 0,110 дюйма x 0,110 дюйма (2,80 мм x 2,80 мм) 0,059 дюйма (1,50 мм)

ФИКСИРОВАННЫЙ IND 4,7UH 1A 200 MOHM SMD

$ 1,48000

— немедленное

72

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

732-1089-2-ND

732-1089-1-ND

732-1089-6-ND

90 -156 WE

Active Wirewound Ferrite 4.7 мкГн ± 30% 1 A 800 мА Экранированный 200 мОм макс. Крепление Нестандартное 2828 0,110 дюйма (длина) x 0,110 дюйма (ширина) (2,80 мм x 2,80 мм) 0,059 дюйма (1,50 мм)

FIXED IND 3,3UH 2,15A 35MOHM SMD

1,48000 долл. США

11490 — Немедленно

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

732-1097-2-ND

732-1097-1-ND

732-1097-1-ND

732-1097-1-ND

732-1097-1-ND

WE-TPC

Tape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Wirewound Ferrite 3.3 мкГн ± 30% 2,15 A 1,8 A Экранированный Макс 35 мОм 80 МГц-40 ° C ~ 125 ° C 1919 (4848 метрическая система) 0,189 дюйма x 0,189 дюйма (4,80 мм x 4,80 мм) 0,118 дюйма (3,00 мм)

FIXED IND 10UH 1.19D 110MOHM

1,48000 $

6,906 — Немедленно

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

732-1103-29-ND 9-ND -6-ND

WE-TPC

Лента и катушка (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Wirewound Ferrite 10 µH % 1.19 A 1A Экранированный 110 мОм Макс 40 МГц-40 ° C ~ 125 ° C 100 кГц Поверхностный монтаж 0,189 дюйма (длина) x 0,189 дюйма (ширина) (4,80 мм x 4,80 мм) 0,118 дюйма (3,00 мм)

FIXED IND 10UH 1,3A 150 MOHM SMD

6565 90 1,4800065 12,979 — Немедленно

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

732-1025-2-ND

732-1025-1-ND

732-1025-6-ND TPC

Tape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Wirewound Ferrite 10 µH ± 30% 1.3 A 1A Экранированный 150 мОм Макс 45 МГц-40 ° C ~ 125 ° C 100 кГц Поверхностный монтаж 0,189 дюйма (длина) x 0,189 дюйма (ширина) (4,80 мм x 4,80 мм) 0,079 дюйма (2,00 мм)

ФИКСИРОВАННЫЙ IND 22UH 510MA 450MOHM SMD

65 — 1,48000 долл. США Немедленно

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

732-1012-2-ND

732-1012-1-ND

732-1012-6-ND

5151515

Tape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Wirewound Ferrite 22 µH ± 30% 510 mA 450 мОм макс. 26 МГц -40 ° C ~ 125 ° C 100 кГц Поверхностный монтаж Нестандартный 3816 0.150 дюймов x 0,150 дюйма (3,80 мм x 3,80 мм) 0,071 дюйма (1,80 мм)

ФИКСИРОВАННЫЙ IND 15UH 720MA 400MOHM SMD

$ 1,59000

Немедленно 7 Würth Elektronik

Würth Elektronik

1

732-2618-2-ND

732-2618-1-ND

732-2618-6-ND

WE-TPC3 Катушка (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Wirewound Ferrite 15 µH ± 20% 720 mA 900mA 32 МГц -40 ° C ~ 125 ° C 100 кГц Поверхностный монтаж Нестандартный 2828 0.110 дюймов x 0,110 дюйма (2,80 мм x 2,80 мм) 0,118 дюйма (3,00 мм)

ФИКСИРОВАННЫЙ IND 1UH 2,7A 30 МОм SMD

$ 1,48000

Немедленно 6

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

732-1016-2-ND

732-1016-1-ND

732-1016-6-ND

Tape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Wirewound Ferrite 1 µH ± 30% 2.7 A 2,6 A Экранированный 30 мОм Макс 177 МГц-40 ° C ~ 125 ° C 100 кГц Металлический монтаж 19196 0,189 дюйма (длина) x 0,189 дюйма (ширина) (4,80 мм x 4,80 мм) 0,079 дюйма (2,00 мм)

FIXED IND 22UH 500MA 575MOHM SMD

$ 1,5 — Немедленно

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

732-2619-2-ND

732-2619-1-ND

732-2619-6-ND 90-ND

Лента и катушка (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Wirewound Феррит 22 µH ± 20%
575мОм Макс 23 МГц -40 ° C ~ 125 ° C 100 кГц Поверхностный монтаж Нестандартный 2828 0.110 дюймов (длина) x 0,110 дюйма (ширина) (2,80 мм x 2,80 мм) 0,118 дюйма (3,00 мм)

ФИКСИРОВАННЫЙ IND 1MH 360MA 2,87 Ом SMD

1,37000

18 Немедленно

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

732-7263-2-ND

732-7263-1-ND

732-7263-6-ND

WE- WE- Active Wirewound 1 mH ± 20% 360 mA 450mA Seielded 2.87 Ом 2 МГц -40 ° C ~ 125 ° C 100 кГц Поверхностный монтаж Нестандартный 8040 0,315 дюйма Ш (8,00 мм Ш x 0,315 дюйма) 8,00 мм) 0,165 дюйма (4,20 мм)

ФИКСИРОВАННЫЙ IND 10UH 650MA 470MOHM SMD

$ 1,48000

0 — Immediate

Wikron

0 — Immediate

Wikron

90üikr6

732-1091-2-ND

732-1091-1-ND

732-1091-6-ND

WE-TPC

Лента и катушка (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Активный С проволочной обмоткой Феррит 10 мкГн ± 30% 650 мА 500 мА Экранированный 470mOhm 470mOhm Макс. -40 ° С ~ 125 ° С 100 кГц Поверхностный монтаж Нестандартный 2828 0.110 дюймов (длина) x 0,110 дюйма (ширина) (2,80 мм x 2,80 мм) 0,059 дюйма (1,50 мм)

ФИКСИРОВАННЫЙ ИНД 4,7UH 1,5A 162MOHM SMD

$ 1,16000

Немедленно

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

732-4866-2-ND

732-4866-1-ND

732-4866-6-ND

90 -156
Active Литой Металлический композит 4.7 мкГн ± 20% 1,5 A 2,8 A Экранированный 162 мОм Макс 30 МГц-40 ° C ~ 125 ° C 1212 (3030 метрических) 1212 (3030 метрических) 0,118 дюйма x 0,118 дюйма (3,00 мм x 3,00 мм) 0,059 дюйма (1,50 мм)

FIXED IND 10UH 1A 190 MOHM SMD

$ 1.59000

19,207 — Немедленно

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

-2

WE-TPC

Лента и катушка (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Wirewound Ferrite ± 20% 1 А 1.1A Экранированный 190 мОм макс. 41 МГц -40 ° C ~ 125 ° C 100 кГц Поверхностный монтаж 9109 01557 Нестандартный 0,118 дюйма (3,00 мм)

ФИКСИРОВАННЫЙ IND 2,2UH 1,8A 66 МОм SMD

1,59000 долл. США Elektronik

Würth Elektronik

1

732-2613-2-ND

732-2613-1-ND

732-2613-6-ND

WE-TPC

Active Wirewound Ferrite 2.2 мкГн ± 20% 1,8 A 2,4 A Экранированный 66 мОм Макс 130 МГц-40 ° C ~ 125 ° C
Нестандартный 2828 0,110 дюйма x 0,110 дюйма (2,80 мм x 2,80 мм) 0,118 дюйма (3,00 мм)

ФИКСИРОВАННЫЙ IND 10UH 1,5A 70 MOHM SMD

$ 1,51000

10,477 — Немедленно

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

732-1043-2-ND

-10002- 932-1043 ND

-10002- 932-1043 732-1043 ND

WE-TPC

Tape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Wirewound Ferrite 10 µH 1.4A Экранированный 70 мОм Макс 35 МГц-40 ° C ~ 125 ° C 100 кГц Поверхностный монтаж 0,228 дюйма (длина) x 0,228 дюйма (ширина) (5,80 мм x 5,80 мм) 0,118 дюйма (3,00 мм)

FIXED IND 3,3UH 2,2A 114MOHM SMD

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

732-5697-2-ND

732-5697-1-ND

-ND

-ND

-ND

-MAPI

Tape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Литой Металлический композит 3.3 мкГн ± 20% 2,2 A 4,25 A Экранированный 114 мОм Макс 39 МГц-40 ° C ~ 125 ° C 2-SMD 3020 Длина 0,118 дюйма x 0,118 дюйма (3,00 мм x 3,00 мм) 0,079 дюйма (2,00 мм)

ФИКСИРОВАННЫЙ IND 2.2UH 2.5A 28 MOHM SMD

1,48000 $

2,079 — Немедленно

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

732-1095-295 9-ND 732-1095-1095 9-ND

WE-TPC

Tape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Wirewound Ferrite 2.2 мкГн ± 30% 2,5 A 2,35A Экранированный 28 мОм Макс 100 МГц-40 ° C ~ 125 ° C 1919 (4848 метрических) 0,189 дюйма x 0,189 дюйма (4,80 мм x 4,80 мм) 0,118 дюйма (3,00 мм)

ФИКСИРОВАННЫЙ IND 4,7UH 8,25A 11 МОм SMD

2,19000 долл. США

22 698 — Немедленное

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

732-1206-2000 9 -0002

732-1206-2000 9 -0002 732-1206-2000 732-1206-2000 1206-6-ND

WE-PD

Tape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Wirewound Ferrite 4.7 мкГн ± 20% 8,25 A 8A Экранированный 11 мОм макс. Поверхностный монтаж Нестандартный 0,472 дюйма x 0,472 дюйма (12,00 мм x 12,00 мм) 0,236 дюйма (6,00 мм)

ФИКСИРОВАННЫЙ IND 10UH 2.7A 110MOHM6D

1.87000 долл. США

3789 — Немедленно

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

732-11746-2-ND

72 732-11746-2-ND

72 7322-1000 ND

72 -6 ND

WE-MAIA

Tape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Wirewound Alloy% 10 µH 9015 2.7 A 4.6A Экранированный 110 мОм макс. 15 МГц AEC-Q200-40 ° C ~ 125 ° C 100 кГц19 Поверхностный монтаж 4030 0,161 дюйма (длина) x 0,161 дюйма (ширина) (4,10 мм x 4,10 мм) 0,122 дюйма (3,10 мм)

ФИКСИРОВАННЫЙ IND 330NH 9,6 A 7,2 МОм SMD

4816000

— Немедленно

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

732-8225-2-ND

732-8225-1-ND

732-8225-6-ND

Tape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Molded Metal Composite 330 nH ± 30% 9.6 A 12,4 A Экранированный 7,2 мОм Макс 115 МГц-40 ° C ~ 125 ° C 100 кГц Поверхностный монтаж 4020 0,161 дюйма (длина) x 0,161 дюйма (ширина) (4,10 мм x 4,10 мм) 0,083 дюйма (2,10 мм)

FIXED IND 47UH 2.2A 99 MOHM SMD

65 65 23,363 — Немедленно

Würth Elektronik Würth Elektronik

1

732-2994-2-ND

732-2994-1-ND

732-2994-6 PD Performance

Tape & Reel (TR)

Cut Tape (CT)

Digi-Reel®

Active Wirewound Ferrite 47 µH ± 20% 2.2 A 2,5 A Экранированный 99 мОм Макс 8,8 МГц AEC-Q200-40 ° C ~ 125 ° C 100 кГц19 Поверхностный монтаж 0,394 дюйма (длина) x 0,394 дюйма (ширина) 10,00 мм x 10,00 мм

Изучите основы индуктивности — типы индукторов, формулы, символы, единицы измерения, использование и функции, подробно объясненные.

Здесь мы изучаем основы индуктивности Типы индуктора , формула, символ, единицы измерения, использование и функции.

Различные типы индукторов

Что такое индуктор?

Катушка индуктивности — это пассивное электрическое устройство (, как правило, проводящая катушка ), которое вводит индуктивность в электрическую цепь. По сути, это катушка с множеством обмоток, часто намотанная вокруг сердечника из магнитного материала, например железа. Самая простая форма индуктора состоит из катушки с проволокой.

Катушки индуктивности — это третий и последний тип основных электронных компонентов.

Индуктивность, измеренная в henrys , пропорциональна количеству витков проволоки, диаметру проволочной петли и материалу или сердечнику, на который наматывается провод.

Блок индуктивности и символ

Единицей индуктивности в системе СИ является генри ( H ), названный в честь американского ученого Джозефа Генри.

Символ индуктора:

Символ индуктора

Свойства индуктора

Свойства индукторов основаны на магнитной силе, а не на электрической силе.

Когда ток течет через катушку ( или любой провод ), он создает магнитное поле в пространстве за пределами провода, и катушка действует так же, как любой естественный постоянный магнит, притягивая железо и другие магниты.

Комбинация индукторов

Мы уже знаем, как работают индукторы в комбинации, потому что они действуют так же, как резисторы. Индуктивность добавляется последовательно. Это имеет физический смысл, потому что две катушки, соединенные последовательно, выглядят как более длинная катушка.

Параллельное соединение снижает индуктивность, поскольку ток разделяется между несколькими катушками, и поля в каждой из них, таким образом, слабее.

Различные типы индукторов

Катушки индуктивности

подразделяются на разные типы в зависимости от материала сердечника и механической конструкции. Ниже приведены основные типы:

  1. Индуктор с воздушным сердечником
  2. Индуктор с железным сердечником
  3. Индуктор с ферритовым сердечником
  4. Индуктор силы утюга
  5. Катушечные индукторы
  6. Тороидальные индукторы
  7. Многослойные керамические индукторы
  8. Пленочные индукторы
  9. Переменные индукторы
  10. Сопряженные индукторы
  11. Литые индукторы

Как работает индуктор?

Если вы проведете провод через магнитное поле, в проводе будет генерироваться ток, который будет течь через связанную цепь.Чтобы переместить провод через поле, требуется энергия, и эта механическая энергия преобразуется в электрическую. Так работает электрогенератор.

Если ток через катушку прекращается, магнитное поле также должно исчезнуть, но это не может произойти немедленно. Поле представляет собой накопленную энергию, и эта энергия должна куда-то уходить. Поле сжимается по направлению к катушке, и действие поля, движущегося через провод катушки, такое же, как при перемещении провода через стационарное поле: в катушке генерируется ток.

Этот индуцированный ток поддерживает протекание тока в катушке; индуцированный ток препятствует любому изменению, увеличению или уменьшению тока через катушку индуктивности. Индукторы используются в цепях для сглаживания тока и предотвращения его быстрых изменений.

Ток в катушке индуктивности аналогичен напряжению на конденсаторе. Чтобы изменить напряжение на конденсаторе, нужно время, и если вы попытаетесь, сначала будет протекать большой ток.

Точно так же требуется время, чтобы изменить ток через катушку индуктивности, и если вы настаиваете, скажем, размыкая переключатель, на катушке индуктивности будет создаваться большое напряжение, поскольку она пытается заставить ток течь.

Такие наведенные напряжения могут быть очень большими и могут повредить другие компоненты схемы, поэтому обычно подключают какой-либо элемент, например резистор или даже конденсатор, к катушке индуктивности, чтобы обеспечить прохождение тока и поглотить наведенное напряжение. Часто используется диод.

Если ток течет по проводу, находящемуся в магнитном поле ( создается либо постоянным магнитом, либо током, протекающим через катушку ), на провод создается механическая сила. Эта сила может работать.

В двигателе провод, который движется через поле и испытывает силу, также имеет форму катушки с проволокой, механически соединенной с валом двигателя. Эта катушка выглядит и действует как индуктор; если вы отключите ток (, чтобы остановить двигатель, ), катушка все еще будет перемещаться через магнитное поле, а двигатель теперь выглядит как генератор и может производить большое напряжение. Возникающий в результате индукционный скачок напряжения может повредить компоненты, например схему, контролирующую ток двигателя.

Использование индуктора

Катушки индуктивности используются в нескольких приложениях:

  1. Фильтр : Катушки индуктивности слишком часто используются с резисторами и конденсаторами для создания фильтров для аналоговых схем и при обработке сигналов.
  2. Датчик : индукторы используются для магнитных полей на расстоянии. Индуктивные датчики широко используются на светофорных перекрестках.
  3. Трансформатор : комбинация катушек индуктивности используется для создания более компактного и легкого трансформатора.
  4. Двигатель : индукционные двигатели используют магнитную силу для преобразования электрической энергии в механическую. Эти моторы очень надежны.
  5. Хранение энергии : Как и конденсаторы, катушки индуктивности также могут использоваться для хранения энергии с некоторыми ограничениями. Пример : SMPS (импульсный источник питания ).

Основные сведения об индукторе — что такое индуктор и как работает индуктор / катушка

Заключение:

Я надеюсь, что учебник по основам индуктивности был вам полезен.Не забывайте делиться с другими. Спасибо!

Похожие сообщения:

Введение в индукторы — что такое индукторы, основы, типы и работа индукторов

Один пассивный компонент, который всегда остается неясным, — это индукторы . Это структуры, похожие на катушки, которые вы найдете в большинстве силовых электронных схем, и именно из-за их свойств работают ваши трансформаторы. Причина, по которой многие люди не понимают индуктивности, заключается в том, что они изменяют не только электрическое поле, но и магнитное поле вокруг него.В этом руководстве мы познакомимся с основами индуктора и демистифицируем его, чтобы мы знали, как и когда использовать его в наших приложениях.

Что такое индуктор?

Катушка индуктивности , пожалуй, самая простая из всех электронных компонентов, построенная во многом как резистор — простой кусок проволоки, намотанный на катушку. Однако здесь сопротивление — это не то свойство, которое мы ищем. Это происходит из-за формы провода — катушки — он создает магнитное поле, когда через него проходит ток.Это индуцированное магнитное поле придает этому кусочку провода некоторые интересные электрические свойства, особенно индуктивность, что и дало этим частям их название.

Разница между индуктором и конденсатором

О конденсаторе мы уже узнали в предыдущей статье. И теперь, когда вы знакомы с основами индуктивности, у вас может возникнуть вопрос: « В чем разница между индуктором и конденсатором?

Во-первых, оба накапливают энергию, когда к нему прикладывается потенциал напряжения, но конденсатор хранит энергию в форме электрического поля, а индуктор хранит энергию в форме магнитного фелида.Ладно, но как это влияет на его работоспособность.

Нам нужно глубоко покопаться, чтобы понять это, но пока вы можете просто вспомнить, что конденсатор пытается выровнять напряжение в цепи, то есть ему не нравится изменение потенциала на каждом компоненте, и, следовательно, он будет заряжаться. или разрядите для повышения напряжения. Индуктору, с другой стороны, не нравится изменение тока в цепи, поэтому при изменении тока он будет заряжаться или разряжаться, чтобы уравновесить ток в цепи.

Также помните, что индуктор изменяет свою полярность во время разряда, поэтому потенциал во время зарядки будет противоположен потенциалу во время разряда.

Обозначения для индукторов

Как и многие другие электронные компоненты, символ индуктора представляет собой упрощенную пиктограмму того, как он выглядит на самом деле:

Линии возле символа обозначают основной материал — об этом мы поговорим позже.

Работа индуктора

Катушка индуктивности, как уже упоминалось, представляет собой просто катушку с проволокой.

Прежде чем мы углубимся в что-либо еще, зададимся вопросом, почему именно катушка?

Как мы уже знаем, любой проводник с током создает магнитное поле следующим образом:

Однако, если вы подставите значение тока в формулы, то поймете, что создаваемое магнитное поле крошечное — почти незначительное, если только токи не являются невероятно высокими, порядка мегаампер.

Итак, чтобы увеличить магнитное поле, создаваемое проволокой определенной длины, мы наматываем ее в виде катушки.Это увеличивает магнитное поле, например:

Эту форму также называют соленоидом .

Когда на клеммы индуктора подается напряжение, протекающий ток создает магнитное поле. Это магнитное поле снова создает индуцированный ток в индукторе противоположной полярности согласно закону Ленца. Токи не компенсируют друг друга — скорее, индуцированный ток активно пытается противодействовать входящему току из-за напряжения на катушке индуктивности.Общий результат этой битвы состоит в том, что ток через катушку индуктивности не может быстро меняться — это всегда линейный наклон.

Измерение индуктора

Рабочее поведение катушки индуктивности ставит интересный вопрос — как мы можем количественно измерить поведение катушки индуктивности в терминах, которые легко измерить?

Мы могли бы попробовать измерить индукторы по создаваемому ими магнитному полю. Как только мы это сделаем, мы столкнемся с проблемами.Магнитное поле, создаваемое индуктором, зависит от проходящего через него тока, поэтому даже небольшой индуктор может создать большое магнитное поле.

Вместо этого мы могли бы использовать тот же подход, который мы использовали для конденсаторов, и мы можем определить индуктивность цепи как изменение напряжения, индуцированное при изменении тока с определенной скоростью.

Математически,

V = L (dI / dt)

Где V — напряжение, L — индуктивность, I — ток, а t — период времени.

Индуктивность, «L», измеряется в Генри, названном в честь Джозефа Генри, американского ученого, открывшего электромагнитную индукцию.

Формула для расчета индуктивности катушки с проволокой определяется следующей формулой:

L = (мкн2а) / л

Где L — индуктивность в Генри, µ — постоянная проницаемости, то есть коэффициент того, насколько легко магнитное поле может быть создано в данной среде, n — количество витков, a — площадь катушки, а l — длина катушки.

Опять же, Генри — очень большая единица измерения, поэтому на практике индукторы измеряются в микрогенри, мкГн, что составляет миллионную долю Генри, или миллигенри, мГн, что составляет тысячную долю Генри. Иногда вы можете даже найти очень маленькие индуктивности, измеряемые в нано-генри, которые составляют тысячную долю мкГн.

Различные типы индукторов

Теперь µ в приведенном выше уравнении имеет некоторые интересные значения. Это говорит о том, что магнитным полем внутри индуктора можно управлять.Как упоминалось выше, иногда магнитное поле, создаваемое даже соленоидом, иногда не соответствует требованиям. Вот почему почти во всех случаях вы найдете индукторы, сформированные вокруг материала сердечника.

Ядра — это материалы, которые поддерживают создание магнитного поля. Обычно они сделаны из железа и его соединений, таких как феррит (оксид железа). Используя сердечник, можно получить большее магнитное поле, чем без него.

1. ИНДУКТОРЫ ВОЗДУШНОГО ЖИЛА:

Как следует из названия, у этого типа индуктора нет сердечника — материал сердечника — воздух! Поскольку воздух имеет относительно низкую проницаемость, индуктивность индукторов с воздушным сердечником довольно низкая — редко превышает 5 мкГн.Поскольку они имеют низкую индуктивность, скорость нарастания тока довольно высока для приложенного напряжения, что позволяет им работать с высокими частотами. В основном они используются в радиочастотных цепях.

2. ИНДУКТОРЫ ЖЕЛЕЗНОГО СЕРДЦА

Железо, пожалуй, самый узнаваемый магнитный материал, что делает его идеальным выбором для индукторов. Они имеют форму индукторов с железным сердечником. Обычно они используются для фильтрации низкочастотных линий, поскольку могут быть довольно мощными и иметь большую индуктивность.Они также используются в аудиоаппаратуре.

3. ИНДУКТОРЫ С ФЕРРИТОВЫМ СЕРДЕЧНИКОМ

Феррит — это просто порошок оксидов железа. Этот порошок смешивают с эпоксидной смолой и формуют в форме сердечников, на которые можно наматывать провода. Катушки индуктивности с ферритовым сердечником — самые узнаваемые из-за их матового серо-черного цвета. Они также очень хрупкие и легко ломаются. Это наиболее широко используемые типы индукторов, поскольку проницаемость можно точно регулировать, контролируя соотношение феррита и эпоксидной смолы в смеси.

Последовательные и параллельные индукторы

Катушки индуктивности, подключенные последовательно и параллельно, ведут себя прямо противоположно конденсаторам.

Например, чтобы рассчитать индуктивность группы последовательно соединенных катушек индуктивности, вы можете просто просуммировать значения отдельных индуктивностей.

L = L1 + L2 +… + Ln

Где L — общая индуктивность, а L1, L2… Ln — индивидуальные индуктивности.

Предположим, у вас есть две катушки индуктивности, одна из которых измеряет 10 мкГн, а другая — 15 мкГн, тогда, включив их последовательно, вы получите общую индуктивность 25 мкГн.

Катушки индуктивности, включенные параллельно, ведут себя так же, как и резисторы, подключенные параллельно, индуктивность определяется как:

1 / L = 1 / L1 + 1 / L2 +… + 1 / Ln

Где L — общая индуктивность, а L1, L2… Ln — индивидуальные индуктивности.

Таким образом, если вы соедините две индуктивности 10 мкГн параллельно, вы получите индуктивность 5 мкГн.

Полезные формулы индукторов
1. ЭНЕРГИЯ, СОХРАНЕННАЯ ИНДУКТОРАМИ:

Катушки индуктивности могут накапливать энергию так же, как конденсаторы, но энергия уходит в тот момент, когда вы отключаете питание, и магнитное поле исчезает.Другими словами, индуктор без питания не может поддерживать свое магнитное поле.

E = ½ * L * I2

Где E — энергия в Джоулях, L — индуктивность в Генри, а I — ток в амперах.

Если у вас есть индуктор на 20 мкГн с протекающим через него током 5А, то запасенная энергия будет 0,00025Дж. В этом аспекте катушки индуктивности, как и конденсаторы, хранят очень мало энергии.

2. СКОРОСТЬ НАРАЩИВАНИЯ ТОКА

Эта формула уже обсуждалась, но к ней стоит присмотреться.

V / L = dI / dt

Где V — напряжение, приложенное к катушке индуктивности, L — индуктивность, I — ток, а t — время.

Это означает, что когда на катушку индуктивности подается постоянное напряжение, ток растет с линейной крутизной. Это может быть полезно при создании скачков тока, так же как конденсатор создает скачки напряжения при постоянном токе.

3. ИМПЕДАНС

Катушки индуктивности имеют импеданс, который зависит от частоты по формуле:

.

XL = 2π * f * L

Где XL — индуктивный импеданс, f — частота в герцах, а L — индуктивность в Генри.

Поведение индуктора в цепях

Удивительно, но катушки индуктивности в значительной степени бесполезны в цепях постоянного тока, поскольку там протекает постоянный ток, а катушка индуктивности действует как кусок проволоки.

В основном они используются в цепях переменного тока. Как упоминалось выше, у них есть импеданс, что делает их полезными для ограничения тока в цепи переменного тока, такой как балласты люминесцентных ламп.

Их также можно использовать для фильтрации сигналов.

В первом случае катушка индуктивности пропускает весь постоянный ток через нее на землю, предотвращая попадание всех низких частот на выход.На более высоких частотах сопротивление катушки индуктивности постоянно увеличивается, поэтому сигнал может пройти на выход, поэтому он называется фильтром верхних частот.

Во втором случае индуктор пропускает постоянный ток и низкие частоты, но блокирует все высокие частоты на выходе, поэтому он называется фильтром нижних частот.

Катушки индуктивности в реальной жизни

Катушки индуктивности

, поскольку они сделаны из медной проволоки и феррита, обычно дороги и находят наиболее широкое применение в радиоприемниках, источниках питания и телекоммуникационном оборудовании.

В источниках питания используется свойство индуктора предотвращать резкие изменения тока. Вместе с конденсатором он предотвращает резкие изменения выходного напряжения и тока источника питания.

В схемах

RF используется интересная LC-схема, называемая резервуаром. Конденсатор заряжается и разряжается в катушке индуктивности, которая создает его магнитное поле. Когда магнитное поле схлопывается, создается напряжение, которое заряжает конденсатор. Это создает периодические колебания, которые можно использовать для генерации высоких частот.

Частоту можно рассчитать по формуле:

Где f — частота в герцах, L — индуктивность в Генри, а C — емкость в Фарадах.

Заключение

И это все практические знания, которые вам потребуются для работы с индукторами. Они по своей сути простые устройства и не так распространены, как их родственники из конденсаторов и резисторов, но все же очень полезны.

Факторы, влияющие на индуктивность | Катушки индуктивности

Существует четыре основных фактора конструкции индуктора, определяющих величину создаваемой индуктивности.Все эти факторы определяют индуктивность, влияя на то, какой поток магнитного поля будет развиваться при заданной величине силы магнитного поля (ток через проволочную катушку индуктора):

Число витков или витков в катушке

При прочих равных условиях большее количество витков провода в катушке приводит к большей индуктивности; чем меньше витков провода в катушке, тем меньше индуктивность.

Пояснение: Больше витков провода означает, что катушка будет генерировать большее количество силы магнитного поля (измеряемое в ампер-витках!) Для данной величины тока катушки.

Зона катушки

При прочих равных условиях большая площадь катушки (при измерении в продольном направлении через катушку в поперечном сечении сердечника) приводит к большей индуктивности; меньшая площадь катушки приводит к меньшей индуктивности.

Пояснение: Большая площадь катушки представляет меньшее сопротивление формированию потока магнитного поля для данной величины силы поля (ампер-витки).

Длина рулона

При прочих равных условиях, чем больше длина катушки, тем меньше индуктивность; чем короче длина катушки, тем больше индуктивность.

Пояснение: Более длинный путь, по которому проходит поток магнитного поля, приводит к большему сопротивлению формированию этого потока для любой заданной величины силы поля (ампер-витков).

Основной материал

При прочих равных условиях, чем больше магнитная проницаемость сердечника, вокруг которого намотана катушка, тем больше индуктивность; чем меньше проницаемость сердечника, тем меньше индуктивность.

Пояснение: Материал сердечника с большей магнитной проницаемостью приводит к большему потоку магнитного поля для любой заданной величины силы поля (ампер-витков).

Приблизительное значение индуктивности для любой катушки с проволокой можно найти по следующей формуле:

Следует понимать, что эта формула дает только приблизительных цифр . Одной из причин этого является тот факт, что проницаемость изменяется при изменении напряженности поля (вспомните нелинейные кривые «B-H» для разных материалов). Очевидно, что если проницаемость (µ) в уравнении нестабильна, то индуктивность (L) также будет в некоторой степени нестабильной, поскольку ток через катушку изменяется по величине.

Если гистерезис материала сердечника значительный, это также окажет странное влияние на индуктивность катушки. Разработчики индукторов стараются минимизировать эти эффекты, спроектировав сердечник таким образом, чтобы его плотность потока никогда не приближалась к уровням насыщения, и поэтому индуктор работает на более линейной части кривой B / H.

Если катушка индуктивности спроектирована так, что любой из этих факторов может изменяться по желанию, ее индуктивность будет соответственно меняться. Переменные индукторы обычно изготавливаются путем изменения количества витков проводов, используемых в любой момент времени, или путем изменения материала сердечника (скользящий сердечник, который можно перемещать в катушку и из нее).Пример прежнего дизайна показан на этой фотографии:

В этом устройстве используются скользящие медные контакты для подключения к катушке в разных точках по ее длине. Показанный блок представляет собой индуктор с воздушным сердечником, который использовался в ранних работах по радио.

Катушка индуктивности с фиксированным значением показана на следующей фотографии, еще одно старинное устройство с воздушным сердечником, созданное для радиоприемников. Внизу видны клеммы подключения, а также несколько витков относительно толстого провода:

Вот еще одна катушка индуктивности (с большей индуктивностью), также предназначенная для радиоприложений.Катушка из проволоки намотана на белую керамическую трубку для большей жесткости:

Катушки индуктивности

также могут быть очень маленькими для применения на печатных платах. Внимательно изучите следующую фотографию и посмотрите, можете ли вы определить две катушки индуктивности рядом друг с другом:

Две катушки индуктивности на этой печатной плате имеют маркировку L 1 и L 2 , и они расположены справа по центру платы.Два соседних компонента — это R 3 (резистор) и C

(конденсатор). Эти катушки индуктивности называются «тороидальными», потому что их проволочные катушки намотаны на сердечники в форме бублика («тор»).

Подобно резисторам и конденсаторам, индукторы могут быть упакованы как «устройства для поверхностного монтажа». На следующей фотографии показано, насколько малым может быть катушка индуктивности в такой упаковке:

На этой печатной плате справа и в центре можно увидеть пару индукторов, которые выглядят как маленькие черные микросхемы с цифрой «100», напечатанной на обеих.Этикетку верхнего индуктора можно увидеть на зеленой печатной плате как L 5 . Конечно, эти катушки индуктивности очень малы по величине индуктивности, но это демонстрирует, насколько крошечными они могут быть изготовлены для удовлетворения определенных потребностей проектирования схем.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *