Induktorer

Induktorer gør det muligt at lagre elektrisk energi i et magnetfelt. Typiske anvendelser er udjævningsfiltre og forskellige selektive kredsløb.

De elektriske egenskaber ved induktive spoler bestemmes af deres design, egenskaberne af materialet i den magnetiske kerne og dens konfiguration, antallet af spoleomdrejninger.

Nedenfor er de vigtigste faktorer at overveje, når du vælger en induktor:

a) den nødvendige værdi af induktans (H, mH, mkГ-n. nHn),

b) maksimal spolestrøm. Høj strøm er meget farlig på grund af overdreven opvarmning, som beskadiger isoleringen af ​​viklingerne. Derudover, hvis strømmen er for stor, kan der forekomme mætning af det magnetiske kredsløb med den magnetiske flux, hvilket vil føre til en betydelig reduktion i induktansen,

(c) nøjagtigheden af ​​induktansen,

d) induktanstemperaturkoefficient,

e) stabilitet bestemt af induktansens afhængighed af eksterne faktorer,

f) aktiv modstand af viklingstråden,

g) Q-faktor for spolen. Det er normalt defineret ved driftsfrekvensen som forholdet mellem induktiv og aktiv modstand,

h) spolens frekvensområde.

RF-induktorer bliver i øjeblikket produceret til faste frekvensværdier med induktanser fra 1 μH til 10 mH. Til tuning af resonanskredsløb er det ønskeligt at have spoler med justerbar induktans.

Enkeltlags induktorer med et åbent magnetisk kredsløb anvendes i instrumenttuningkredsløb.

Flerlags åbne magnetiske kredsløbsviklinger bruges i filtre og højfrekvente transformere. Pansrede flerlagsspoler med ferritkerne bruges i lav- og mellempasfiltre og transformere, og lignende viklinger, men med en stålkerne, bruges til udjævning af drosler og lavpasfiltre.

Induktor formler

De vigtigste tilnærmelsesforhold, der anvendes ved design af induktorer, er som følger.

1. Parametrene for enkeltlags induktorer, hvor forholdet mellem længde og diameter er større end 5, er defineret som

hvor L — induktans, μH, M — antal vindinger, d — spolediameter, cm, l — viklingslængde, se

2. Parametrene for flerlagsspoler, hvor forholdet mellem diameter og længde er større end 1, er defineret som

hvor L — induktans, μH, n — antallet af vindinger, dm — spolens gennemsnitlige diameter, cm, e — spolens tykkelse, se

Enkelt- og flerlagsspoler med et åbent ferritmagnetisk kredsløb vil have en induktans på 1,5 - 3 gange denne, afhængig af kernens egenskaber og konfiguration. Messingkerne placeret i stedet for ferritkerne. vil reducere induktansen med op til 60-90% sammenlignet med dens kerneløse værdi.

En ferritkerne kan bruges til at reducere antallet af omdrejninger og samtidig bevare den samme induktans.

Ved fremstilling af spoler med en induktans på 100 μH til 100 mH til lave og mellemfrekvenser, anbefales det at bruge kerne ferrit panserkerner af KM-serien. I dette tilfælde består det magnetiske kredsløb af to kopper monteret side om side, hvortil der er fastgjort en enkeltsektionsspole, to fikseringsbeslag og en justeringsstang.

Den nødvendige induktans og antallet af vindinger kan beregnes ud fra formlerne

hvor N er antallet af vindinger, L - induktans, nH, Al - induktans koefficient, nH/vit.

Du skal altid huske, at før du beregner induktansen, skal du bestemme antallet af vindinger, der kan passe på en given spole.

Jo mindre ledningens diameter er, desto større er antallet af vindinger, men jo større modstand er ledningen og selvfølgelig dens opvarmning på grund af den frigivne effekt svarende til Az2R... Den effektive værdi af spolestrømmen bør ikke overstige 100 mA for en ledning med en diameter på 0,2 mm. 750 mA — for 0,5 mm og 4 A — for 1 mm.

Små noter og tips

Induktansen af ​​stålkerneviklinger falder meget hurtigt, når DC-strømmen i viklingen stiger. Dette bør overvejes, især ved design af strømforsyningsudjævningsfiltre.

Induktorens maksimale strøm afhænger af den omgivende temperatur og tillader hustruer at falde, når den stiger. For at sikre pålidelig drift af enheden skal der derfor tilvejebringes en stor strømreserve.

Ferrit-toroidale kerner er effektive til fremstilling af filtre og transformere over 30 MHz. I dette tilfælde består viklingerne kun af nogle få vindinger.

Når en hvilken som helst type ledning bruges, lukkes en del af magnetfeltlinjerne ikke langs det magnetiske kredsløb, men gennem rummet omkring det. Denne effekt er især udtalt i tilfælde af åbne magnetiske kredsløb. Bemærk, at disse omstrejfende magnetiske felter er kilder til interferens, så kernerne skal placeres i udstyret på en sådan måde, at denne interferens reduceres mest muligt.

Induktorer har en vis parasitisk kapacitans, som danner et oscillerende kredsløb i kombination med spolens induktans. Resonansfrekvensen af ​​et sådant kredsløb for forskellige typer induktorer kan variere fra 20 kHz til 100 MHz.