Катушки индуктивности и дроссели Классификация катушек индуктивности

Катушки индуктивности и дроссели

Классификация катушек индуктивности Катушка индуктивности представляет собой электрорадиоэле мент, имеющий спиральную обмотку и способный концентриро вать в своем объеме или на плоскости электромагнитное поле. Катушки индуктивности применяются в качестве элементов ко лебательных контуров, дросселей, а также для связи цепей между собой. Катушка индуктивности, служащая для разделения постоян ного и переменного токов или токов разных частот, называется дросселем. Типы катушек индуктивности: а — без сердечника; б — без сердечника с отводами; в — с ферромагнитным сердечником; г — с ферромагнитным сердечником, имеющим зазор; д — с фер ромагнитным сердечником подстроечником; е — с немагнитным сердечником подстроечником; ж — с магнитодиэлектрическим сердечником подстроечником

Катушки индуктивности ДВ и СВ диапазонов: 1 — каркас; 2 — сердечник; 3 — обмотка; 4 — штыри; 5 — корпус Катушки индуктивности KB и УКВ диапазонов: 1 — каркас; 2 — обмотка; 3 — элементы крепления к шасси

Индуктивное сопротивление (Ом) катушки зависит от часто ты тока и определяется по формуле XL=2πf. L где f — частота, Гц; L — индуктивность, Гн. Для постоянного тока сопротивление любой катушки очень мало.

Основные параметры катушек индуктивности 1. Номинальная индуктивность катушки зависит от диапазона волн, в котором ее применяют. Для катушек УКВ она составляет десятые и сотые доли микрогенри, для катушек KB — единицы микрогенри, для катушек средних волн — сотни микрогенри, для катушек ДВ — единицы миллигенри. Катушки с малой индуктивностью изготовляются без сердеч ника с небольшим числом витков. Для увеличения индуктивности катушку выполняют многослойной и вводят сердечник из ферромагнитного материала. Потери энергии в катушке должны быть минимальными, поэтому ее конструкция должна обеспечивать наи большую индуктивность при малом активном сопротивлении. 2. Допуск на индуктивность катушки, который зависит от ее назначения. Так для контурных катушек индуктивности допуск составляет ±(0, 2. . . 0, 5) %, для катушек связи и дросселей высокой частоты ±(10. . . 15) % и т. д. Такая точность контурных катушек обес печивается использованием специальных мер при их изготовлении.

3. Добротность катушки индуктивности Q, определяемая при заданной индуктивности и рабочей частоте суммарным сопротив лением потерь энергии в катушке. Отношение индуктивного сопротивления катушки к активно му сопротивлению на данной частоте называется добротностью катушки и определяется по формуле 4. Стабильность параметров катушки индуктивности. Парамет ры катушки не должны изменяться при воздействии внешних факторов, т. е. катушка должна обладать стабильностью. Температурная стабильность катушки индуктивности опреде ляется изменением ее главных параметров. L и Q при воздействии температуры. Изменение температуры вызывает изменения длины и диаметра каркаса катушки, приводящие при повышении тем пературы к увеличению индуктивности, а при уменьшении тем пературы — к уменьшению индуктивности. Температурная ста бильность количественно оценивается температурным коэффици ентом индуктивности (ТКИ) и

5. Собственная (межвитковая) емкость катушки индуктивнос ти. Собственная емкость катушки отрицательно влияет на ее доб ротность и стабильность. Для уменьшения собственной емкости однослойной катушки ее витки наматывают не вплотную, а на некотором расстоянии друг от друга (намотка с принудительном шагом). Для уменьшения собственной емкости многослойной катушки ее изготовляют из отдельных секций. Секционные катушки при меняют в качестве контурных катушек и дросселей высокой час тоты. Малую собственную емкость имеют многослойные катушки с намоткой «универсаль» , при которой провод переходит зигза гом с одного края катушки на другой.

Виды катушек индуктивности Катушка, индуктивность которой можно изменять в больших пределах, называется вариометром. Чаще всего вариометр состоит из двух катушек, взаимная индуктивность которых может меняться. Вариометры применяют в основном в передатчиках для настройки колебательных контуров и подбора связи между контурами. Дроссель высокой частоты представляет собой катушку индук тивности, которая включается в цепь тока высокой частоты для увеличения сопротивления цепи. Высокочастотный дроссель не оказывает влияния на величину постоянного тока или тока низ кой частоты. Дроссели применяют в цепях фильтрации анодного и коллек торного питания усилителей высокой частоты, а также в цепях накала ламп этих каскадов.

Для повышения заградительных свойств дроссель должен об ладать значительной индуктивностью и весьма малой емкостью по сравнению с контурной катушкой. Его резонансная частота должна быть гораздо больше частоты рабочего сигнала, выделяе мого в контуре. В этом случае при индуктивности порядка сотенмикрогенри дроссель может использоваться в развязывающих це пях контуров УВЧ. Печатная катушка индуктивности представляет собой плоскую многовитковую спираль, расположенную на печатной плате. Такие катушки изготовляют чаще всего травлением фольгированного ди электрика (гетинакса ГФ или стеклотекстолита СФ). Спиральная катушка может быть круглой, овальной или пря моугольной формы. Микромодульная катушка индуктивности выполняется на маг нитных сердечниках цилиндрического, тороидального или бро невого типа. Тонкопленочные катушки индуктивности в виде спирали: а — круглая; б — квадратная

Трансформаторы представляют собой электротехнические при боры, преобразующие переменный ток одного напряжения в пе ременный ток другого напряжения (одной и той же частоты). Прин цип действия трансформаторов основан на законе электромагнит ной индукции. Трансформаторы подразделяются по назначению на силовые, согласующие и импульсные; по типу применяемого магнитопровода — на броневые, стержневые и тороидальные. Кроме того, по количеству обмоток различают однообмоточные и многообмоточ ные трансформаторы Схемы двухобмоточного (а) и унифицированного многообмоточного (б) трансформаторов

Трансформаторы питания, или силовые, служат для преобразо вания переменного напряжения осветительной сети (220 В, 50 Гц) в переменное напряжение, необходимое для работы радиоэлект ронного устройства. Силовые трансформаторы имеют одну или две катушки (обмотки) на каркасе из гетинакса или картона, рас положенные на замкнутом магнитном сердечнике. Сердечники изготовляются из тонких, изолированных друг от друга пластин Ш образной, П образной формы либо свиваются из ленты. Первичная обмотка может состоять из нескольких тысяч витков. Если число витков во вторичной обмотке меньше, чем в первичной, то трансформатор является понижающим, в против ном случае он является повышающим. Конструкции сердечников трансформаторов: а — броневой Ш образный; б — броневой ленточный; в — кольцевой ленточный

Согласующие трансформаторы имеют тот же принцип работы, что и силовые, однако они выполняют другую функцию. Эти транс форматоры предназначены для согласования предоконечных кас кадов транзисторных усилителей звуковой частоты с выходными каскадами. Согласующие трансформаторы передают незначитель ную мощность (единицы милливатт), но работают в широком ди апазоне звуковых частот (от 300 Гц до 10 к. Гц); их сердечники изготовляют из пермаллоя или феррита. Согласующий трансфор матор имеет коэффициент трансформации 1: 4. Трансформатор является понижающим. В качестве согласующих используются также выходные транс форматоры, которые служат для согласования относительно вы сокого внутреннего сопротивления выходного каскада усилителя звуковой частоты с низким сопротивлением звуковой катушки громкоговорителя или акустической системы (4; 8 Ом).

Условные обозначения трансформаторов на схемах: а — автотрансформатор; б — без сердечника, высокочастотный (точка показывает начало обмотки); в — то же, с отводами; г — высокочастотный без сердечника с регулируемой связью между обмотками; д — двухобмоточный с ферромагнитным сердечником; е — трехобмоточный с отводом в обмотке II; ж — с ферромагнитным сердечником и электростатическим экраном между обмотками, соединенными с корпусом