Начало обмотки катушки индуктивности на схеме обозначается

Магнитопроводы для катушек

Важным параметром, характеризующим качество катушек, является добротность, численно равная отношению ее индуктивного сопротивления переменному току данной частоты к сопротивлению постоянному току. Чтобы увеличить добротность, пользуются разными конструктивными приемами, но наибольший эффект дает введение в катушку магнитопровода (сердечника) из специального магнитного материала. При внесении магнитопровода в катушку силовые линии магнитного поля концентрируются в магнитопроводе, так как его сопротивление магнитному потоку значительно меньше, чем воздуха.

В результате магнитный поток, а следовательно, и индуктивность катушки увеличиваются в несколько раз, что позволяет уменьшить число витков, а значит, и сопротивление катушки постоянному току. Кроме того, используя магнитолроводы, удается значительно уменьшить размеры катушек и очень простым способом (перемещением магнитопровода) осуществить регулировку их индуктивности. Поскольку катушки с магнитопроводами обычно работают в цепях переменного тока (исключение — катушки электромагнитных реле и некоторые другие), применять оплошные магнитопроводы из обычных магнитных материалов нельзя.

Под действием переменного магнитного поля в сплошном магнитопроводе, который можно рассматривать как множество короткозамкнутых витков, возникают так называемые вихревые токи, которые нагревают магнитапровол, бесполезно потребляя часть энергии магнитного поля. Чтобы уменьшить эти потери, магнитопроводы катушек, работающих в диапазоне звуковых частот, набирают из отдельных тонких изолированных пластин, изготовленных из специальных электромеханических сталей или пермаллоя. В области радиочастот стальные магнитопроводы, даже набранные из очень тонких пластин, неприменимы, так как потери на вихревые тоКи в них недопустимо велики. Магнитопроводы для катушек, предназначенных для работы на радиочастотах, изготовляют из специальных материалов: маг-нитодиэлектриков и ферритов.

Механический дроссель

Этот класс устройства имеет два типа: с механическим и электрическим приводом. По своей конструкции они представляют собой заслонку с тем или иным приводом, регулирующую прохождение потока газа или жидкости.

Львиная доля механических дросселей установлена на двигателях внутреннего сгорания между впускным коллектором и воздушным фильтром. Нажатие на педаль акселератора поворачивает дроссельную заслонку и увеличивает поток входящего воздуха. Это приводит к увеличению подачи топливно-воздушной смеси в цилиндры и ускоряет двигатель.

Дроссель (в переводе с немецкого – «сокращать») – это одна из разновидностей катушек индуктивности. Главное предназначение этого элемента

Дроссель (в переводе с немецкого – «сокращать») – это одна из разновидностей катушек индуктивности. Главное предназначение этого элемента электрической схемы – «задерживать» (снижать на определенный период времени) влияние токов определенного диапазона частот. При этом резко изменить силу тока в катушке практически нереально – здесь вступает в силу закон самоиндукции, благодаря которому на выходе формируется дополнительное напряжение.

Дроссель необходим в электрической цепи в том случае, когда необходимо подавить переменную составляющую тока (например, помехи), существенно снизить пульсации всети, а также ограничить или разделить в соответствии с поставленной задачей различные частотные сигналы (изоляция или развязка).

В электро – и радиотехнике применяется переменный ток в диапазоне от единиц до сотен миллиардов Гц. (1 герц – это одно колебание в секунду). Условно такие широкие границы подразделяются на несколько участков:

– низкие ( звуковые) частоты (20 Гц – 20 кГц);

– ультразвуковые частоты (20 – 100 кГц);

– высокие и сверхвысокие частоты (от 100 кГц и выше).

Конструктивно низкочастотный дроссель очень напоминает обычный электрическийтрансформатор, только всего с одной обмоткой. Последняя представляет собой витки изолированного провода, навитого на стальной сердечник, набранный из изолированных пластин (чтобы избежать возникновение токов Фуко), и обладает большой индуктивностью. Такая катушка характеризуется сильным противодействием любым изменениям тока в цепи: поддерживает его при убывании, и сдерживает при резком нарастании.

Читать также: Подключение розетки фаркопа к автомобилю

Также дроссели широко используются и при реализации различных высокочастотных электрических схем. В данном случае их исполнение может быть одно – или многослойным, при этом часто сердечники (как стальные, так и ферромагнитные) не используются. Иногда в качестве основы для навивки применяют обычные резисторы или пластмассовые каркасы. В диапазоне длинных и средних волн для обеспечения заданных параметров используется также специальная секционная намотка провода.

Применение магнитных сердечников позволяет существенно уменьшить габариты дросселей при тех же заявленных параметрах индуктивности. На высоких частотах используются ферритовые и магнитодиэлектрические составы, позволяющие, благодаря небольшой собственной емкости, использовать их в широком диапазоне.

Главная техническая характеристика дросселя – индуктивность,(которая измеряется в генри (Гн), сопротивление постоянному току, допустимое изменение напряжения, номинальный ток подмагничивания, а также добротность. Последний показатель широко используется при расчетах колебательных контуров.

По своему назначению такой вид катушек индуктивности можно подразделить на следующие виды:

– переменного тока. Используются для токоограничения в сети; например, во время пуска электродвигателя или импульсных ИВЭП.

– насыщения. Главное область применения – стабилизаторы напряжения.

– сглаживающие. Предназначены для ослабления пульсаций уже выпрямленного тока.

– магнитные усилители (МУ). Представляют собой катушки индуктивности, сердечник которой подмагничивается за счет постоянного тока. Меняя параметры последнего, можно изменять индуктивное сопротивление.

Существуют также трехфазные дроссели для использования в соответствующих цепях.

Сегодня разнообразные типы дросселей нашли широкое применение для решения разнообразных инженерных задач.

И тока!

Подобная ситуация есть и у всенародно любимых интегральных стабилизаторов L78XX и L79XX. Здесь к базовому обозначению добавляются две цифры, указывающие на выходное напряжение стабилизаторов: L7805 — выходное напряжение 5В, L7912 — выходное напряжение -12В.

Но в середине номера могут присутствовать буквы, которые обозначают максимальный выходной ток стабилизатора. Возможны три варианта маркировки, как представлено в таблице:

Символ	Максимальный ток
L	0.1 A (100mA)
M	0.5A (500mA)
S	2A

Так стабилизатор с маркировкой «78L15» будет выдавать на выходе напряжение 15В и максимальный ток 100мА.

Проявляйте внимательность при чтении каталогов производителей и соблюдайте осторожность при заказе радиоэлектронных элементов!

Статья подготовлена по материалам журнала «Практическая электроника каждый день»

Вольный перевод: Главный редактор «РадиоГазеты»

Конструкция

Конструктивно выполняется в виде винтовых или винтоспиральных (диаметр намотки изменяется по длине катушки) катушек однослойных или многослойных намоток изолированного одножильного или многожильного (литцендрат) проводника на диэлектрическом каркасе круглого, прямоугольного или квадратного сечения, часто на тороидальном каркасе или, при использовании толстого провода и малом числе витков — без каркаса. Иногда, для снижения распределённой паразитной ёмкости, при использовании в качестве высокочастотного дросселя однослойные катушки индуктивности наматываются с «прогрессивным» шагом — шаг намотки плавно изменяется по длине катушки.
Намотка может быть как однослойной (рядовая и с шагом), так и многослойной (рядовая, внавал, типа «универсал»). Намотка «универсал» имеет меньшую паразитную ёмкость. Часто, опять же, для снижения паразитной ёмкости, намотку выполняют секционированной, группы витков отделяются пространственно (обычно по длине) друг от друга.

Для увеличения индуктивности катушки часто снабжают замкнутым или разомкнутым ферромагнитным сердечником. Дроссели подавления высокочастотных помех имеют ферродиэлектрические сердечники: ферритовые, флюкстроловые, из карбонильного железа. Дроссели, предназначенные для сглаживания пульсаций промышленной и звуковой частот, имеют сердечники из электротехнических сталей или магнитомягких сплавов (пермаллоев). Также сердечники (в основном ферромагнитные, реже диамагнитные) используют для изменения индуктивности катушек в небольших пределах путём изменения положения сердечника относительно обмотки. На сверхвысоких частотах, когда ферродиэлектрики теряют свою магнитную проницаемость и резко увеличивают потери, применяются металлические (латунные) сердечники.

На печатных платах электронных устройств также иногда делают плоские «катушки» индуктивности: геометрия печатного проводника выполняется в виде круглой или прямоугольной спирали, волнистой линии или в виде меандра. Такие «катушки индуктивности» часто используются в сверхбыстродействующих цифровых устройствах для выравнивания времени распространения группы сигналов по разным печатным проводникам от источника до приемника, например, в шинах данных и адреса.

Обозначение катушек с отводами и начала обмотки

В радио и электротехнической аппаратуре, например, в приемниках или импульсных преобразователях напряжения, иногда используют не всю индуктивность катушки, а только некоторую ее часть. Для таких случаев катушки изготавливают с отводом или отводами.

При разработке некоторых конструкций иногда необходимо строго соблюсти начало и конец обмотки катушки или трансформатора. Чтобы указать, какой из концов обмотки является началом, а какой – концом, у вывода начала обмотки ставят жирную точку.

Для подстройки катушек на частотах свыше 15…20 МГц часто применяют магнитопроводы из немагнитных материалов (меди, алюминия и т.п.). Возникающие в таком магнитопроводе под действием магнитного поля катушки вихревые токи создают свое поле, противодействующее основному, в результате чего индуктивность катушки уменьшается.

Немагнитный магнитопровод-подстроечник обозначают так же, как и ферритовый, но рядом указывают химический символ металла, из которого он изготовлен. На рисунке изображен подстроечник, изготовленный из меди.

Вот и все, что хотел рассказать о катушках индуктивности. Удачи!

Литература: 1. В. А. Волгов «Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры». 2. В. В. Фролов «Язык радиосхем». 3. М. А. Сгут «Условные обозначения и радиосхемы».

Что такое катушка индуктивности

Данный элемент ещё называют дросселем. Это свёрнутый в спираль изолированный провод. Для такой спирали характерны большие индуктивные и маленькие ёмкостные параметры.

Важно! Дроссель препятствует протеканию переменного тока, потому что обладает существенной инерционностью. Она препятствует любому изменению проходящего через витки тока

При этом нет разницы, увеличивается он или уменьшается.

В связи с этим данные элементы применяют в электротехнике для осуществления:

токоограничения;
ослабления биений;
помехоподавления;
формирования магнитного поля;
изготовления датчиков движения.

Дроссель входит в систему колебательного контура в цепях резонанса и применяется в линиях задержки.

Буквенно-цифровая и цветовая маркировка индуктивностей

Буквенно-цифровая маркировка катушек индуктивностей и дросселей

Предлагаемые ниже данные будут полезны радиолюбителям при ремонте недорогих радиоприемников и магнитол моделей китайского и другого производства.

Обычно для индуктивностей кодируется номинальное значение индуктивности и допуск, т.е. допускаемое отклонение от указанного номинала. Номинальное значение кодируется цифрами, а допуск — буквами.

Примеры обозначения индуктивностей буквенно-цифровым кодом представлен на рисунке ниже.

Применяются два вида кодирования.

1. Первые две цифры указывают значение в микрогенри (мкГн), последняя — количество нулей. Следующая за цифрами буква указывает на допуск.

Например, код 272J обозначает 2700 мкГн± 5%. Смотрите рисунок выше. Если последняя буква не указывается, то допуск считается 20%.

ПРИМЕЧАНИЕ: для индуктивностей меньше 10 мкГн роль десятичной запятой выполняет буква R, а для индуктивностей меньше 1 мкГн — буква N.

Примеры в таблице ниже.

2. Индуктивности маркируются в микрогенри (мкГн). В таких случаях маркировка 680 К будет означать не 68 мкГн ±10%, как в предыдущем случае — 680 мкГн ± 10%.

Примеры обозначения индуктивностей

1R2К-1,2 мкГн ± 10% 2R2K — 2,2 мкГн ± 10% 3R3K —3,3 мкГн ± 10% 4R7K —4,7 мкГн ± 10% 6R8K—6,8 мкГн± 10% 100К — ЮмкГн ±10% 150К- 15 мкГн ± 10% 220К- 22 мкГн± 10% 330К- 33 мкГн ± 10% 470К- 47 мкГн± 10% 680К- 68 мкГн± 10% 101К-100 мкГн ± 10% 151К — 150 мкГн ± 10% 221К —220 мкГн± 10% 331К-330 мкГн ± 10% 471J —470 мкГн ± 5% 681J —680 мкГн± 5% 102-1000 мкГ

2N2D-2,2 нГн ±0,3 нГн 22N —22 нГн R10M —0,10 мкГн±20% R15M — 0,15 мкГн±20% R22M — 0,22 мкГн±20% R33M – 0,33 мкГн±20% R47M — 0,47 мкГн ± 20% R68M — 0,68 мкГн + 20% 1R0K-U мкГн±20%

Цветовая маркировка катушек индуктивностей и дросселей

После введения стандарта IEC 82 для индуктивностей кодируется номинальное значение индуктивности и допуск, т.е. допускаемое отклонение от указанного номинала цветными метками. Наиболее часто применяется кодировка 4 или 3 цветными кольцами или точками. Первые две метки указывают на значение номинальной индуктивности в микрогенри (мкГн), третья метка — множитель, четвертая — допуск. В случае кодирования 3 метками подразумевается допуск 20%.

Цветное кольцо, обозначающее первую цифру номинала, может быть шире, чем все остальные.

Цветовая маркировка контурных катушек зарубежного производства

Радиолюбителям все чаще приходится сталкиваться с необходимостью ремонта импортных радиоприемников. Одной из причин частого выхода их из строя является неисправность контурных катушек. Как показывает статистика, она занимает второе место после поломки всевозможных переключателей. Хотя маркировка современных импортных контурных катушек, похоже, унифицирована, в популярной литературе найти сведения о ней весьма затруднительно.

Чаще всего в радиоприемниках применяются контурные катушки размерами 10x10x14 мм и 8x8x11 мм. Все обмотки обычно намотаны внавал эмалированным проводом диаметром 0,05—0,12 мм на ферритовом магнитопроводе, приклеенном к пластмассовому основанию. Контурные катушки намотаны поверх катушек связи и залиты парафином. Подстроечником служит ферритовый горшок, имеющий резьбу на наружной поверхности и шлиц под отвертку. Весь контур заключен в латунный экран. В контурах, применяемых в трактах ПЧ, имеются встроенные конденсаторы.

Прочие элементы

Все радиодетали соединяются между собой проводниками. На схеме они изображаются прямыми линиями и чертятся строго по горизонтали и вертикали. Если проводники при пересечении друг с другом имеют электрическую связь, то в этом месте ставится точка. В советских схемах и американских, чтобы показать, что проводники не соединяются, в месте пересечения ставится полуокружность.

Для обозначения переменных конденсаторов используют стрелку, она по диагонали перечеркивает конденсатор. В подстроечных вместо стрелки используется т-образный знак. Вариконд — конденсатор, меняющий емкость от приложенного напряжения, рисуется, как и переменный, но стрелку заменяет короткая прямая, возле которой стоит буква u. Емкость показывается цифрой и рядом ставится мкФ (микроФарада). Если емкость меньше — буквенный код опускается.

Еще один элемент, без которого не обходится ни одна электрическая схема — это резистор. Обозначается на схеме в виде прямоугольника. Чтобы показать, что резистор переменный, сверху рисуют стрелку. Она может быть соединена либо с одним из выводов, либо являться отдельным выводом. Для подстроечных используют знак в виде буквы т. Как правило, рядом с резистором указывается его сопротивление.

Для обозначения мощности постоянных резисторов могут использоваться знаки в виде черточек. Мощность в 0,05 Вт обозначается тремя косыми, 0,125 Вт — двумя косыми, 0,25 Вт — одной косой, 0,5 Вт — одна продольная. Большая мощность показывается римскими цифрами. Из-за многообразия невозможно провести описание всех обозначений электронных компонентов на схеме. Чтобы определить тот или иной радиоэлемент, пользуются справочниками.

Сглаживающий дроссель

Сглаживающий дроссель предназначен для сглаживания тока нагрузки.

Внешние характеристики выпрямителя на номинальный ток 315 А.

Сглаживающий дроссель выполняется с воздушным зазором. Хорошие сварочные качества выпрямителя достигаются увеличением индуктивности дросселя, расчетная мощность которого должна быть близка к мощности трансформатора. Особенности расчета однофазных выпрямителей подробно исследованы в работе.

Сглаживающие дроссели ( СД) — компоненты преобразователей, предназначенные для уменьшения переменной составляющей напряжения или тока на входе или выходе преобразователя. Особенностью СД является присутствие в токе, проходящем через обмотку, как переменной, так и постоянной составляющей одновременно. После выбора материала сердечника требуется по исходным данным определить типоразмер сердечника из стандартного ряда, а затем необходимо выполнить конструктивный расчет дросселя.

Сглаживающие дроссели предназначены для ослабления пульсации выпрямленного напряжения. Как и любой трансформатор или дроссель переменного тока, сглаживающий дроссель состоит из магнитопровода и обмотки, но, в отличие от других устройств, магнитопровод сглаживающего дросселя имеет немагнитный промежуток.

Тепловая схема. РИС — 3 12.

Сглаживающие дроссели имеют, как правило, одну обмотку, и поэтому можно считать, что потери в ней распределены равномерно по всему объему катушки.

Сглаживающие дроссели используются для уменьшения пульсаций в цепях выпрямленного напряжения выпрямителей. Сглаживающий дроссель, как дроссель переменного тока, состоит из замкнутого магнитопрово-да и одной обмотки. Обмотка дросселя включается последовательно с нагрузкой и обтекается выпрямленным током.

Сглаживающие дроссели электрических фильтров, так же как и трансформаторы малой мощности, широко используются в выпрямительных устройствах радиотехнических установок. Поэтому вопрос об определении оптимальных соотношений размеров магнитопроводов сглаживающих дросселей и выборе их наивыгоднейшей конфигурации приобретает значительную актуальность.

Расчет сглаживающего дросселя заключается в выборе типоразмера сердечника и определении обмоточных данных катушки дросселя по заданной его индуктивности и величине тока подмагничивания.

Индуктивность сглаживающего дросселя дана. Индуктивность уравнительного реактора в рассматриваемой системе можно не учитывать, так как реакторы выбраны таким образом, что при токах / d l 5 / yp они насыщаются.

Нарастание тока короткого замыкания.| Зависимость индуктивности дросселя инвертора от тока нагрузки.

Индуктивность сглаживающего дросселя должна быть резко нелинейной. На рис. 4.126 приведена зависимость индуктивности дросселя инвертора ВДЧИ-252 от тока. Дроссель выполнен на ферритах 3000 НМС без воздушного зазора.

Конструкции сглаживающих дросселей в маломощных выпрямительных устройствах подобны конструкциям трансформаторов. Они так же, как и трансформаторы, могут быть выполнены на стержневых и броневых магнитопроводах.

Расчет сглаживающего дросселя на заданное превышение температуры заключается в выборе типоразмера сердечника и определении обмоточных данных катушки дросселя по заданной его индуктивности и величине тока подмагничивания таким образом, чтобы превышение температуры обмотки не превосходило заданного.

Список источников

elektroznatok.ru
www.ngpedia.ru
vmiredorog.ru
svetvtebe.ru
electricremont.ru
recn.ru
jelektro.ru
RadioStorage.net

Свойства катушки индуктивности

Свойства катушки индуктивности:

Скорость изменения тока через катушку ограничена и определяется индуктивностью катушки.
Сопротивление (модуль импеданса) катушки растет с увеличением частоты текущего через неё тока.
Катушка индуктивности при протекании тока запасает энергию в своём магнитном поле. При отключении внешнего источника тока катушка отдаст запасенную энергию, стремясь поддержать величину тока в цепи. При этом напряжение на катушке нарастает, вплоть до пробоя изоляции или возникновения дуги на коммутирующем ключе.

Катушка индуктивности в электрической цепи для переменного тока имеет не только собственное омическое (активное) сопротивление, но и реактивное сопротивление переменному току, нарастающее при увеличении частоты, поскольку при изменении тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая этому изменению.

Катушка индуктивности обладает реактивным сопротивлением, модуль которого XL=ωL{\displaystyle X_{L}=\omega L}, где L{\displaystyle L} — индуктивность катушки, ω{\displaystyle \omega } — циклическая частота протекающего тока. Соответственно, чем больше частота тока, протекающего через катушку, тем больше её сопротивление.

Катушка с током запасает энергию в магнитном поле, равную работе, которую необходимо совершить для установления текущего тока I{\displaystyle I}. Эта энергия равна:

Векторная диаграмма в виде комплексных амплитуд для идеальной катушки индуктивности в цепи синусоидального напряжения

Катушка индуктивности в переменном напряжении — аналог подверженного механическим колебаниям тела с массой.

Eсохр=12LI2.{\displaystyle E_{\mathrm {\text{сохр}} }={1 \over 2}LI^{2}{\mbox{.}}}

При изменении тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, значение которой:

ε=−LdIdt.{\displaystyle \varepsilon =-L{dI \over dt}{\mbox{.}}}

Для идеальной катушки индуктивности (не имеющей паразитных параметров) ЭДС самоиндукции равна по модулю и противоположна по знаку напряжению на концах катушки:

|ε|=−ε=U.{\displaystyle |\varepsilon |=-\varepsilon =U{\mbox{.}}}

При замыкании катушки с током на резистор происходит переходной процесс, при котором ток в цепи экспоненциально уменьшается в соответствии с формулой:

I=Iexp(−tT),{\displaystyle I=I_{0}exp(-t/T){\mbox{,}}}

где : I{\displaystyle I} — ток в катушке,

I{\displaystyle I_{0}} — начальный ток катушки,

t{\displaystyle t} — текущее время,

T{\displaystyle T} — постоянная времени.

Постоянная времени выражается формулой:

T=L(R+Ri),{\displaystyle T=L/(R+R_{i}){\mbox{,}}}

где R{\displaystyle R} — сопротивление резистора,

Ri{\displaystyle R_{i}} — омическое сопротивление катушки.

При закорачивании катушки с током процесс характеризуется собственной постоянной времени Ti{\displaystyle T_{i}} катушки:

Ti=LRi.{\displaystyle T_{i}=L/R_{i}{\mbox{.}}}

При стремлении Ri{\displaystyle R_{i}} к нулю, постоянная времени стремится к бесконечности, именно поэтому в сверхпроводящих контурах ток течёт «вечно».

В цепи синусоидального тока, ток в катушке по фазе отстаёт от фазы напряжения на ней на π/2.

Явление самоиндукции аналогично проявлению инертности тел в механике, если аналогом индуктивности принять массу, тока — скорость, напряжения — силу, то многие формулы механики и поведения индуктивности в цепи принимают похожий вид:

F =mdvdt{\displaystyle F\ =m{dv \over dt}} |ε|=LdIdt{\displaystyle |\varepsilon |=L{dI \over dt}},

где

F {\displaystyle F\ } |ε|{\displaystyle |\varepsilon |} U {\displaystyle U\ } ; m {\displaystyle m\ } L {\displaystyle L\ } ; dv {\displaystyle dv\ } dI {\displaystyle dI\ }

Ecoxp=12LI2{\displaystyle E_{\mathrm {coxp} }={1 \over 2}LI^{2}} Ekinet=12mv2{\displaystyle E_{\mathrm {kinet} }={1 \over 2}mv^{2}}