Inductori

Inductoarele permit stocarea energiei electrice într-un câmp magnetic. Aplicațiile tipice sunt filtrele de netezire și diverse circuite selective.

Caracteristicile electrice ale bobinelor inductive sunt determinate de proiectarea lor, de proprietățile materialului miezului magnetic și de configurația acestuia, de numărul de spire a bobinei.

Mai jos sunt principalii factori de luat în considerare atunci când alegeți un inductor:

a) valoarea necesară a inductanței (H, mH, mkГ-n. nHn),

b) curentul maxim al bobinei. Curentul mare este foarte periculos din cauza încălzirii excesive care dăunează izolației înfășurărilor. În plus, dacă curentul este prea mare, poate apărea saturarea circuitului magnetic cu fluxul magnetic, ceea ce va duce la o reducere semnificativă a inductanței,

(c) precizia inductanței,

d) coeficientul de temperatură al inductanței,

e) stabilitate determinată de dependența inductanței de factori externi,

f) rezistența activă a firului de înfășurare,

g) Factorul Q al bobinei. Este de obicei definită la frecvența de funcționare ca raportul dintre rezistența inductivă și cea activă,

h) domeniul de frecvenţă al bobinei.

În prezent, inductoarele RF sunt produse pentru valori de frecvență fixe cu inductanțe de la 1 μH la 10 mH. Pentru reglarea circuitelor rezonante, este de dorit să existe bobine cu inductanță reglabilă.

Inductoarele cu un singur strat cu un circuit magnetic deschis sunt utilizate în circuitele de reglare a instrumentelor.

Înfășurările cu circuit magnetic deschis multistrat sunt utilizate în filtre și transformatoare de înaltă frecvență. Inductoarele multistrat blindate cu un miez de ferită sunt utilizate în filtre și transformatoare cu trecere joasă și medie, iar înfășurările similare, dar cu miez de oțel, sunt folosite în șocuri de netezire și filtre cu trecere jos.

Formule inductoare

Principalele relații de aproximare utilizate în proiectarea inductoarelor sunt următoarele.

1. Parametrii inductoarelor cu un singur strat, în care raportul dintre lungime și diametru este mai mare de 5, sunt definiți ca

unde L — inductanța, μH, M — numărul de spire, d — diametrul bobinei, cm, l — lungimea înfășurării, vezi

2. Parametrii inductoarelor multistrat, în care raportul dintre diametru și lungime este mai mare de 1, sunt definiți ca

unde L — inductanța, μH, n — numărul de spire, dm — diametrul mediu al bobinei, cm, e — grosimea bobinei, vezi

Bobinele simple și multistrat cu un circuit magnetic de ferită deschis vor avea o inductanță de 1,5 - 3 ori aceasta, în funcție de proprietățile și configurația miezului. Miez de alamă plasat în loc de miez de ferită. va reduce inductanța cu până la 60-90% în comparație cu valoarea sa fără miez.

Un miez de ferită poate fi folosit pentru a reduce numărul de spire menținând în același timp aceeași inductanță.

Când se produc bobine cu o inductanță de 100 μH până la 100 mH pentru frecvențe joase și medii, se recomandă utilizarea miezurilor de armătură de ferită din seria KM. În acest caz, circuitul magnetic este format din două cupe montate una lângă alta, la care sunt atașate o bobină cu o singură secțiune, două console de fixare și o tijă de reglare.

Inductanța necesară și numărul de spire pot fi calculate din formule

unde N este numărul de spire, L — inductanța, nH, Al — coeficientul de inductanță, nH/vit.

Ar trebui să vă amintiți întotdeauna că înainte de a calcula inductanța, trebuie să determinați numărul de spire care se potrivesc pe o bobină dată.

Cu cât diametrul firului este mai mic, cu atât este mai mare numărul de spire, dar cu atât rezistența firului și, bineînțeles, încălzirea acestuia datorită puterii eliberate egale cu Az2R... Valoarea efectivă a curentului bobinei nu ar trebui să fie mai mare. depășește 100 mA pentru un fir cu diametrul de 0,2 mm. 750 mA — pentru 0,5 mm și 4 A — pentru 1 mm.

Mici note și sfaturi

Inductanța înfășurărilor miezului de oțel scade foarte rapid pe măsură ce curentul continuu din înfășurare crește. Acest lucru ar trebui luat în considerare în special atunci când se proiectează filtre de netezire a sursei de alimentare.

Curentul maxim al inductorului depinde de temperatura ambiantă și permite soțiilor să scadă pe măsură ce crește. Prin urmare, pentru a asigura funcționarea fiabilă a dispozitivului, trebuie prevăzută o rezervă mare de curent.

Miezurile toroidale de ferită sunt eficiente pentru realizarea de filtre și transformatoare de peste 30 MHz. În acest caz, înfășurările constau doar din câteva spire.

Când se folosește orice tip de fir, o parte din liniile câmpului magnetic sunt închise nu de-a lungul circuitului magnetic, ci prin spațiul din jurul acestuia. Acest efect este deosebit de pronunțat în cazul circuitelor magnetice deschise. Rețineți că aceste câmpuri magnetice parazite sunt surse de interferență, așa că miezurile trebuie plasate în echipament în așa fel încât să reducă pe cât posibil această interferență.

Inductoarele au o anumită capacitate parazită care formează un circuit oscilant în combinație cu inductanța bobinei. Frecvența de rezonanță a unui astfel de circuit pentru diferite tipuri de inductori poate varia de la 20 kHz la 100 MHz.