Медные катушки для чего нужны

Использование катушек индуктивности в быту: их устройство, особенности конструкции и назначение

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Катушка индуктивности — это часть техники в цепи, используемые для самых разных функциональных возможностей. Например, их используют:

Из-за широкого применения данный элемент часто встречается как в устройствах малой, так и на устройствах большой мощности. Сегодня рассмотрим, где используют такие элементы и как они функционируют.

Принцип функционирования

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Итак, данные элементы представляют собой устройства со спиральными обмотками из изолированных проводников. Такие устройства обладают повышенной индуктивностью, что является их преимуществом с учётом меньшей ёмкости.

Магнитное поле устройств способствует накоплению энергии. На картинке ниже можно увидеть, как такие элементы изображаются на схемах. Катушка индуктивности обозначена буквами «УГО».

Некоторые работают с сердечником, некоторые нет. Сердечник сильно повысит индуктивность элемента. Кроме того, степень индуктивности зависит от материалов, из которых создан сердечник в устройстве. Сердечники бывают сплошными и разомкнутые, во втором случае в них есть зазоры.

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Подробнее рассмотрим принцип работы устройства. При повышении индукции ток всё меньше отстаёт от изменения напряжений. При этом в цепях переменного тока токовые фазы не отстают от фазы напряжения. На этом и основана работа элементы: энергия может накапливаться, а ток может задерживаться в цепях.

Это означает следующее: в случае разрыва цепей с повышенной индукцией напряжение станет повышенным, образуя электрическую дугу. Если конструкция включает в себя полупроводниковые ключи, их пробьёт.

Чтобы этого не произошло, необходимо задействовать снабберную цепь. Её создают из резисторов и конденсаторов, устанавливая параллельным способом с ключом.

Как различаются катушки индуктивности

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Данные элементы цепей обладают большим количеством видов и типов, которые зависят от способа и целей их использования. Иногда их разделяют по частотам. Среди них можно выделить следующие виды:

От параметров устройства индуктивности зависит его особенности конструкции.

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Намотки выполняют как в один, так и в несколько слоёв, приматывают к виткам или с расстоянием друг от друга. При этом различается даже расстояние: в зависимости от длины различают постоянные и прогрессивные шаги витков. От выбора вида наматывания и конструкции зависит конечный размер катушки.

Вариометр — это катушка, где индуктивность является переменной, она устроена немного иначе стандартных катушек.

Встречаются разные решения этого вида катушки:

Ротор является движущейся частью катушек. Статор неподвижной частью. Способы намоток тоже могут являться классификацией для катушек. Например, намотки в две стороны могут устранять помехи в сетях. Намотки по одной стороне устраняют помехи дифференциала.

Зачем используют

Как мы уже отмечали в нашей статье, катушки имеют очень широкое применение в электрических приборах. Ниже более подробно расскажем, где и в каких устройствах их используют. Катушка как дроссель. Чаще всего ограничивают ток. Применяют в следующих цепях:

Как ограничитель токов при коротких замыканиях на линиях электропередач тоже используют катушки в виде ограничивающих ток реакторов. При этом дроссели должны обладать пониженным сопротивлением, чтобы уменьшать нагрев.

Встречаются катушки контурного типа. При этом их применяют в электрических цепях вместе с конденсаторами. Частоты резонансов подбираются по частотам приёма и передач.

Катушка индуктивности как вариометр. Такие устройства можно настраивать. Могут очень точно настроить частоту. Встречаются в контурах колебаний.

Катушки индуктивности как соленоиды. Это элементы, которые длиннее своих диаметров. Благодаря этому в них образуются равномерные магнитные поля. Используют в механизмах с поступательным движением. Иногда такую катушку называют «электромагнитом». Более подробно расскажем, где использует такой вид устройства.

Соленоиды имеют широкое распространение. Они активируют замок в автомобиле, где штоки втягиваются, когда на элемент подаётся напряжение.

Они бывают звонками, или устройствами клапанов, магнитами на грузоподъёмных машинах на промышленных предприятиях.

В качестве электромагнитов такие катушки задействованы:

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Обычно в таких ситуациях их называют не соленоидами, а обычными катушками. Используются в качестве рамочной и кольцевой антенны. При этом они передают радиосигнал.

Применяют в машинах, в искателях металла и других устройствах, где передаются сигналы на дистанции.

В качестве нагревателя с индукцией. Данные устройства чаще называют просто «индуктором». В качестве сердечников используется нагревательный элемент, как правило, выполненный из металлических материалов.

Характеристика элементов

К исключительным параметрам данного устройства относят следующие:

Маркирование элемента

Как и во всех маркировках, для них используют маркирование буквами и цветом. Маркировка буквами имеет несколько различий.

Маркирование цветом распознаётся как цвет на резисторах.

Это основные моменты, которые стоит знать об их функционировании и использовании. Если Вы хотите расширить знания и получить больше информации о работах катушек индуктивности, советуем посмотреть несколько видео от экспертов.

Источник

Индуктивная катушка: что это и где используется

Индукционная катушка — это дроссель или изолированный проводник. Используется электрический каркас, композитные вставки. При рассмотрении понятия необходимо изучить свойства, основные особенности катушки индуктивности.

Определение устройства

Катушка индуктивности — это устройство, которое обладает малой емкостью и значительным сопротивлением. Дроссель является отменным проводником электрического тока, учитывается высокий показатель инерционности. Устройства применяются в качестве свернутого изолированного проводника. Винтовые, спиральные модификации способны справляться с помехами, колебаниями в сети.

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны Индукционная катушка

Важно! Устройство работает в цепях переменного тока при низкой и высокой частоте.

Назначение и принцип действия

Специалисты задаются вопросом, зачем нужна токовая катушка индуктивности в цепи, и для этого необходимо разобраться в показателях. Коэффициент ЭДС (электродвижущая сила) показывает разницу между энергией и магнитным потоком. Устройства самоиндукции способны влиять на изменения в цепи. Чаще всего дроссели применяются в силовых установках. Они способны контролировать уровень напряжения, не допускают разрыва цепи.

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны Устройства самоиндукции

Также компоненты устанавливаются на пару с конденсаторами либо резисторами. Благодаря работе катушки фильтры находятся в безопасности. Теперь вызывает интерес, как включается индукционная катушка. Принцип работы построен на изоляции проводников. В конструкции используется электрический каркас с различным сечением. За счёт намоток обеспечивается распределение ёмкости на дросселе.

Интересно! Витки наматываются с определенным шагом, многое зависит от типа катушки.

Виды и типы

Различают низкочастотные, высокочастотные модели. В отдельную категорию выделяют винтовые, спиральные катушки. Также существуют модификации, которые используются в радиотехнике. Они подходят для защиты конденсатора либо резонансных контуров.

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны Устройства в радиотехнике

Для трансформаторов годятся катушки с усилителем каскадом. В последнюю категорию выделены вариометры, основное отличие — высокая частота колебательных контуров. Дроссели могут быть одинарными либо сдвоенными. От этого зависит показатель индуктивности и питания системы.

Низкочастотные

Для включения в электрическую цепь, применяется низкочастотная катушка индуктивности. Она предназначена для подавления переменного тока. В формуле учитывается циклическая частота и показатели индуктивности. За основу в устройствах берётся сердечник, который изготавливается из стали. Он может быть с фильтрами либо без них.

Чтобы влиять на частоту, происходит игра с сопротивлением. В цепи постоянного тока напряжение должно быть неизменным. С целью понижения частоты применяются фильтры. Основная проблема — это малая ёмкость. Чтобы детально ознакомиться с дросселем, стоит подробнее узнать о резонансной частоте, которая выделяется на контуре рабочего сигнала.

Когда в цепях повышается напряжение, на каркас оказывается нагрузка. В цепи постоянного тока задействуются непрозрачные проволочные резисторы. Также для этих целей подходят однослойные катушки типа «универсал». Их особенность — использование ферритовых стержней.

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны Низкочастотная катушка

Высокочастотные

Устройства изготавливаются с различными типами обмотки. Речь идет о наборе преимуществ, которые спасают в той или иной ситуации. Сфера применения элементов широка, учитывается значительная частота модуляции. Таким образом удается бороться с повышенным сопротивлением металлов. У катушек имеется сердечник.

Основная задача — это модуляция частоты генератора. Она происходит за счёт усиления сигнала, и за процессом можно проследить при подключении осциллографа. Многие высокочастотные катушки не отличаются стабильной работой, поскольку применяется керамический каркас. У него малый срок годности, плюс они восприимчивы к повышенной влажности.

Интересно! Современные товары изготавливаются из алюминия и являются компактными.

Электрикам известны контурные, безконтурные модификации высокой частоты. В зависимости от намотки учитывается стабильность электрических параметров. У моделей высокой частоты могут применяться магниты и провода. Речь идет о порошковых материалах, сделанных из диэлектриков.

Процесс изготовления связан с методом холодного прессования. Индуктивные датчики отличаются по защищенности. На предприятиях элементы могут погружать в раствор либо продевать в трубку. Это делается с целью избежания коротких замыканий. Мировые производители решают проблему путем использование вторичного витка.

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны Высокочастотная катушка

У моделей значительное сопротивление и есть проблема с концентрацией электролита. Таким образом изменяются свойства катушки индуктивности. Проводимость раствора падает и повышается частота электромагнитного поля.

Основные технические параметры

Катушки индуктивности имеют следующие характеристики:

Стабильность демонстрирует свойства устройства при изменении условий использования. Температура фиксируется вследствие различных причин. Многое зависит от размера каркаса. Когда температура уменьшается, индуктивность также снижается. Современные параметры — это цикличность, которая является отношением температуры к линейному расширению. Учитывается изменение в керамической основе плюс показатель плотности.

Температура отслеживается на горячей намотке. В этом плане хорошо себя показали многослойные дроссели с сердечником, которые сделаны из карбонильного железа. Ёмкость отображает количество витков катушки, берется в расчет количество секций и контуров. Высокочастотные модели считаются более емкостными и стабильными.

Номинальная индуктивность — это параметр, который учитывает изменение размеров волны. Измерение происходит в микрогенрах. Если смотреть на формулу, учитывается количество витков, длина намотки, плюс диаметр катушки.

Маркировка

При рассмотрении катушек индуктивности оценивается цветовая и кодовая маркировка. Если смотреть на первые цифры, отображается показатель индуктивности. Далее учитывается параметр отклонения:

В нестабильной цепи переменного электрического тока не обойтись без катушки индуктивности. Выше описаны основные типы изолированных проводников, продемонстрированы их параметры. Учитывается уровень частоты, а также свойства.

Источник

Применение катушек индуктивности

Если хорошо подумать, то всевозможных применений для такой простой на первый взгляд вещи как катушка индуктивности просто не счесть. В рамках одной статьи мы вспомним лишь некоторые из них. А между тем, человеческие изобретательность и талант не устают творчески проявлять себя, придумывая и разрабатывая все новые и новые устройства и механизмы на базе катушки индуктивности.

Казалось бы, что тут можно соорудить? Бесхитростный моток проволоки, может быть сердечник определенной формы, и ток, проходящий по проводу в постоянной, переменной или импульсной форме. А между тем, без катушек индуктивности вся современная электротехника просто не могла бы существовать. Давайте внимательно приглядимся.

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Грузоподъемный электромагнит

Грузоподъемники в форме шайб-элекромагнитов применяют по всему миру на протяжении многих лет для погрузки ферромагнитных отходов. Подав в рабочую обмотку электрическую мощность в 18кВт, можно удержать и погрузить за раз более 2 тонн железа, тогда как развиваемое при данной мощности отрывное усилие превышает 25 тонн.

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Электромагнит диаметром примерно 1,5 метра просто цепляется крюком подъемного крана, запитывается, как правило, трехфазным переменным напряжением, и можно оперативно вести погрузку ферромагнитных материалов или каких-нибудь железных изделий. Секционированные обмотки нескольких катушек индуктивности получают ток, намагничивая сердечник из специального сплава, а он в свою очередь притягивает, допустим, металлолом, который требуется погрузить в вагоны.

Электромагнитное реле

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Допустим, вам необходимо просто прикоснуться пальцем к сенсору, а результатом должен стать процесс подключения к (или отключения от) сети мощной нагрузки, например лампы или двигателя. На помощь приходят электромагнитные реле. Благодаря реле вы можете отказаться от огромных кнопок выключателей, вместо этого теперь можно просто дотрагиваться до микрокнопок, на которые будет реагировать электронная схема, функция которой — подавать питание на обмотку реле или снимать с нее питание. Обмотка реле — это обмотка электромагнита (опять же катушка индуктивности), который притягивает подпружиненный контакт, выполняющий роль механического выключателя.

Трансформатор

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Первичная обмотка при прохождении по ее проводу переменного тока, создает в объеме сердечника переменный магнитный поток, который пронизывает витки вторичной обмотки, и наводит в ней ЭДС, создает напряжение вторичной обмотки. Трансформаторы повышают напряжение электростанций и подают их на ЛЭП, а затем понижают напряжение от ЛЭП, и подают его в наши дома.

Не было бы трансформаторов (катушек индуктивности в роли первичной и вторичной обмоток) — не было бы ни передачи, ни распределения электроэнергии. Не говоря уже о лабораторных автотрансформаторах, сварочных трансформаторах, трансформаторах на феррите в импульсных блоках питания, и конечно ни о каких катушках зажигания в автомобилях речи бы не шло, а ведь катушки зажигания — это тоже особые, но трансформаторы, то есть снова катушки индуктивности.

Дроссель

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Для преобразования электроэнергии в импульсных источниках питания используются специальные катушки индуктивности — дроссели. Функция такой катушки — сначала накопить энергию в форме магнитного поля в сердечнике, запасти ее там, потом — отдать нагрузке. Если трансформатор в одно и то же время преобразует электроэнергию, то дроссель — сначала энергию принимает, потом — отдает.

Процесс преобразования электроэнергии у дросселя разделен во времени. Тем не менее, вот вам снова применение катушки индуктивности, главного ее свойства. Импульс тока подается на обмотку дросселя, дроссель запасает энергию в магнитном поле. Затем импульс тока уже не действует, но к дросселю подключена нагрузка, и ток дросселя устремляется через нагрузку, но уже при другом напряжении, зависящем от временных характеристик схемы управления преобразователем. Так катушка индуктивности сплошь и рядом, например в энергосберегающих лампах, работает совместно с полупроводниковыми ключами.

Индукционные печи и индукционные плиты

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Катушка индуктивности — это катушка с сердечником. А что если в качестве сердечника внутрь катушки, в ее поле действия, ввести какую-нибудь заготовку из ферромагнитного материала, который требуется нагреть вихревыми токами? Именно так работают индукционные печи и индукционные плиты. Катушка индукционного нагревателя выступает для ферромагнитной заготовки индуктором, наводя в ней вихревые токи высокой частоты, приводящие к разогреву заготовки вплоть до плавления.

Фильтр ВЧ-помех

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Катушка индуктивности обладает свойством препятствовать изменению тока, она проявляет своего рода электромагнитную инерционность, заставляя ток как-бы просачиваться сквозь себя, потому что пока ток нарастает через катушку, создаваемое им магнитное поле не может изменяться мгновенно, изменение требует времени, катушка индуктивности словно тормозит своим магнитным полем изменение тока в собственном проводе.

В составе колебательного контура

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Кстати, индукционные нагреватели зачастую имеют индуктор, соединенный параллельно с конденсатором, в таких условиях катушка индуктора тоже является составной частью колебательного контура. Кроме того, сам резонансный контур может выступать в качестве фильтра — пропускать и усиливать токи частот близких к собственной резонансной частоте, и подавлять частоты далекие от нее. В радиоприемниках антенны на феррите — тоже являются частью перестраиваемого колебательного контура.

Роторы и статоры двигателей и генераторов

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Статор этого же генератора имеет трехфазную обмотку — это своего рода модификация катушки индуктивности. Даже асинхронный двигатель — и тот имеет обмотку статора, которую можно тоже назвать катушкой индуктивности. Мало того, индуктивности этих статорных катушек учитываются как таковые при подборе рабочих конденсаторов, например когда трехфазный двигатель необходимо адаптировать к питанию от однофазной цепи.

Датчики перемещения и положения

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Индуктивные датчики перемещения и положения — это катушки индуктивности с модифицированными сердечниками. Часть сердечника катушки в форме пластины, перемещаясь изменяет индуктивность катушки, и частотные параметры схемы изменяются из-за изменения индуктивности. Так фиксируется наличие объекта в поле действия датчика. Или цилиндрический сердечник в форме штока может смещаться по мере движения связанного с ним объекта, и по частотным параметрам, связанным с изменяемой индуктивностью катушки, сердечник которой двигается, считывается информация о положении объекта.

Направление луча в ЭЛТ

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

В некоторых мониторах с электронно-лучевыми трубками поток заряженных частиц фокусируется и отклоняется специальными катушками отклоняющей системы. Катушки индуктивности отклоняющей системы установлены на ферритовом сердечнике особой формы, в который вставляется электронно-лучевая трубка. Регулируя ток в обмотках, схема изменяет параметры суммарного магнитного поля всех катушек системы, в результате лучу создается определенный путь для попадания в точно рассчитанное место на экране.

Электроклапан, электрозамок, втягивающее реле

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Подобно магниту, который притягивает железные предметы, катушка способна втянуть в себя ферромагнитный сердечник той или иной формы. Приблизительно по такому принципу работают некоторые электрические замки, электромагнитные клапана и, как пример, втягивающее реле автомобильного стартера, перемещающее бендикс, и удерживающее его некоторое время в рабочем положении, пока двигатель не будет пущен. Мощная катушка сначала втягивает якорь, затем удерживает его. По выключении тока, бендикс возвращается на место пружиной.

Катушки магнитного удержания плазмы

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Катушка Тесла

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Говоря о катушках индуктивности, нельзя не вспомнить о легендарной катушке (или резонансном трансформаторе) Тесла. В данном случае катушка индуктивности работает одновременно и как трансформатор, и как колебательный контур, и как приемная антенна с открытой емкостью. Здесь нет конденсатора параллельно резонирующей катушке, как в индукционном нагревателе, но есть уединенная емкость в виде тороида.

Каждая катушка кроме параметра «индуктивность», обладает еще и емкостью, и собственным волновым сопротивлением. Все эти параметры учитываются при настройке трансформатора Тесла. Казалось бы, просто заземленная катушка индуктивности с тороидом наверху, введенная в собственный резонанс. Но как эффектно смотрится!

Источник

Катушка индуктивности

Что такое катушка индуктивности

Индуктивность

Любая катушка индуктивности обладает индуктивностью. Индуктивность катушки измеряется в Генри (Гн), обозначается буковкой L и замеряется с помощью LC — метра.

Что такое индуктивность? Если через провод пропустить электрический ток, то он вокруг себя создаст магнитное поле:

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

В — магнитное поле, Вб

А давайте возьмем и намотаем в спиральку этот провод и подадим на его концы напряжение

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

И у нас получится вот такая картина с магнитными силовыми линиями:

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Грубо говоря, чем больше линий магнитного поля пересекут площадь этого соленоида, в нашем случае площадь цилиндра, тем больше будет магнитный поток (Ф). Так как через катушку течет электрический ток, значит, через нее проходит ток с Силой тока (I), а коэффициент между магнитным потоком и силой тока называется индуктивностью и вычисляется по формуле:

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Самоиндукция

Катушка индуктивности обладает также очень интересным свойством. При подаче на катушку постоянного напряжения, в катушке возникает на короткий промежуток времени противоположное напряжение.

Это противоположное напряжение называется ЭДС самоиндукции. Эта ЭДС зависит от значения индуктивности катушки. Поэтому, в момент подачи напряжения на катушку сила тока в течение долей секунд плавно меняет свое значение от 0 до некоторого значения, потому что напряжение, в момент подачи электрического тока, также меняет свое значение от ноля и до установившегося значения. Согласно Закону Ома:

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

U — напряжение в катушке, В

R — сопротивление катушки, Ом

Как мы видим по формуле, напряжение меняется от нуля и до напряжения, подаваемого в катушку, следовательно и ток тоже будет меняться от нуля и до какого то значения. Сопротивление катушки для постоянного тока также постоянное.

И второй феномен в катушке индуктивности заключается в том, что если мы разомкнем цепь катушка индуктивности — источник тока, то у нас ЭДС самоиндукции будет суммироваться к напряжению, которое мы уже подали на катушку.

То есть как только мы разрываем цепь, на катушке напряжение в этот момент может быть в разы больше, чем было до размыкания цепи, а сила тока в цепи катушки будет тихонько падать, так как ЭДС самоиндукции будет поддерживать убывающее напряжение.

Сделаем первые выводы о работе катушки индуктивности при подаче на нее постоянного тока. При подаче на катушку электрического тока, сила тока будет плавно увеличиваться, а при снятии электрического тока с катушки, сила тока будет плавно убывать до нуля. Короче говоря, сила тока в катушке мгновенно измениться не может.

Типы катушек индуктивности

Катушки индуктивности делятся в основном на два класса: с магнитным и немагнитным сердечником. Снизу на фото катушка с немагнитным сердечником.

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Но где у нее сердечник? Воздух — это немагнитный сердечник :-). Такие катушки также могут быть намотаны на какой-нибудь цилиндрической бумажной трубочке. Индуктивность катушек с немагнитным сердечником используется, когда индуктивность не превышает 5 миллигенри.

А вот катушки индуктивности с сердечником:

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

В основном используют сердечники из феррита и железных пластин. Сердечники повышают индуктивность катушек в разы. Сердечники в виде кольца (тороидальные) позволяют получить большую индуктивность, нежели просто сердечники из цилиндра.

Для катушек средней индуктивности используются ферритовые сердечники:

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Катушки с большой индуктивностью делают как трансформатор с железным сердечником, но с одной обмоткой, в отличие от трансформатора.

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Дроссель

Также есть особый вид катушек индуктивностей. Это так называемые дроссели. Дроссель — это катушка индуктивности, задача которой состоит в том, чтобы создать в цепи большое сопротивление для переменного тока, чтобы подавить токи высоких частот.

Постоянный ток через дроссель проходит без проблем. Почему это происходит, можете прочитать в этой статье. Обычно дроссели включаются в цепях питания усилительных устройств. Дроссели предназначены для защиты источников питания от попадания в них высокочастотных сигналов (ВЧ-сигналов). На низких частотах (НЧ) они используются в фильтрах цепей питания и обычно имеют металлические или ферритовые сердечники. Ниже на фото силовые дроссели:

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Также существует еще один особый вид дросселей — это сдвоенный дроссель. Он представляет из себя две встречно намотанных катушки индуктивности. За счет встречной намотки и взаимной индукции он более эффективен. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания, а также в звуковой технике.

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Что влияет на индуктивность?

От каких факторов зависит индуктивность катушки? Давайте проведем несколько опытов. Я намотал катушку с немагнитным сердечником. Ее индуктивность настолько мала, что LC — метр мне показывает ноль.

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Имеется ферритовый сердечник

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Начинаю вводить катушку в сердечник на самый край

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

LC-метр показывает 21 микрогенри.

Ввожу катушку на середину феррита

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

35 микрогенри. Уже лучше.

Продолжаю вводить катушку на правый край феррита

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

20 микрогенри. Делаем вывод, самая большая индуктивность на цилиндрическом феррите возникает в его середине. Поэтому, если будете мотать на цилиндрике, старайтесь мотать в середине феррита. Это свойство используется для плавного изменения индуктивности в переменных катушках индуктивности:

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

1 — это каркас катушки

2 — это витки катушки

3 — сердечник, у которого сверху пазик под маленькую отвертку. Вкручивая или выкручивая сердечник, мы тем самым изменяем индуктивность катушки.

Экспериментируем дальше. Давайте попробуем сжимать и разжимать витки катушки. Для начала ставим ее в середину и начинаем сжимать витки

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Индуктивность стала почти 50 микрогенри!

А давайте-ка попробуем расправим витки по всему ферриту

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

13 микрогенри. Делаем вывод: для максимальной индуктивности мотать катушку надо «виток к витку».

Убавим витки катушки в два раза. Было 24 витка, стало 12.

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Совсем маленькая индуктивность. Убавил количество витков в 2 раза, индуктивность уменьшилась в 10 раз. Вывод: чем меньше количество витков — тем меньше индуктивность и наоборот. Индуктивность меняется не прямолинейно виткам.

Давайте поэкспериментируем с ферритовым кольцом.

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Отдалим витки катушки друг от друга

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Хм, также 15 микрогенри. Делаем вывод: расстояние от витка до витка не играет никакой роли в катушке индуктивности тороидального исполнения.

Мотнем побольше витков. Было 3 витка, стало 9.

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Офигеть! Увеличил количество витков в 3 раза, а индуктивность увеличилась в 12 раз! Вывод: индуктивность меняется не прямолинейно виткам.

Если верить формулам для расчета индуктивностей, индуктивность зависит от «витков в квадрате». Эти формулы я здесь выкладывать не буду, потому как не вижу надобности. Скажу только, что индуктивность зависит еще от таких параметров, как сердечник (из какого материала он сделан), площадь поперечного сечения сердечника, длина катушки.

Обозначение на схемах

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

Последовательное и параллельное соединение катушек индуктивности

При последовательном соединении индуктивностей, их общая индуктивность будет равняться сумме индуктивностей.

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

А при параллельном соединении получаем вот так:

Медные катушки для чего нужны. Смотреть фото Медные катушки для чего нужны. Смотреть картинку Медные катушки для чего нужны. Картинка про Медные катушки для чего нужны. Фото Медные катушки для чего нужны

При соединении индуктивностей должно выполняться правило, чтобы они были пространственно разнесены на плате. Это связано с тем, что при близком расположении друг друга их магнитные поля будут влиять с друг другом, и поэтому показания индуктивностей будут неверны. Не ставьте на одну железную ось две и более тороидальных катушек. Это может привести к неправильным показаниям общей индуктивности.

Резюме

Катушка индуктивности играет в электронике очень большую роль, особенно в приемопередающей аппаратуре. На катушках индуктивности строятся также различные фильтры для электронной радиоаппаратуры, а в электротехнике ее используют также в качестве ограничителя скачка силы тока.

Ребята из Паяльника забабахали очень неплохой видос про катушку индуктивности. Советую посмотреть в обязательном порядке:

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *