Induktorer

Induktorer tillåter att elektrisk energi lagras i ett magnetfält. Typiska tillämpningar är utjämningsfilter och olika selektiva kretsar.

De elektriska egenskaperna hos induktiva spolar bestäms av deras design, egenskaperna hos materialet i den magnetiska kärnan och dess konfiguration, antalet spolvarv.

Nedan är de viktigaste faktorerna att tänka på när du väljer en induktor:

a) det erforderliga värdet på induktansen (H, mH, mkГ-n. nHn),

b) maximal spolström. Hög ström är mycket farlig på grund av överdriven uppvärmning som skadar lindningarnas isolering. Dessutom, om strömmen är för stor, kan mättnad av magnetkretsen med det magnetiska flödet inträffa, vilket kommer att leda till en betydande minskning av induktansen,

(c) noggrannheten hos induktansen,

d) induktanstemperaturkoefficient,

e) stabilitet bestäms av induktansens beroende av yttre faktorer,

f) aktivt motstånd hos lindningstråden,

g) Q-faktor för spolen. Det definieras vanligtvis vid driftfrekvensen som förhållandet mellan induktivt och aktivt motstånd,

h) spolens frekvensområde.

RF-induktorer tillverkas för närvarande för fasta frekvensvärden med induktanser från 1 μH till 10 mH. För avstämning av resonanskretsar är det önskvärt att ha spolar med justerbar induktans.

Enkellagerspoler med en öppen magnetisk krets används i instrumentavstämningskretsar.

Flerskiktiga öppna magnetiska kretslindningar används i filter och högfrekvenstransformatorer. Pansrade flerskiktsinduktorer med ferritkärna används i låg- och medelpassfilter och transformatorer, och liknande lindningar, men med en stålkärna, används för att utjämna chokes och lågpassfilter.

Induktorformler

De huvudsakliga approximationsförhållandena som används vid konstruktionen av induktorer är följande.

1. Parametrarna för enskiktsspolar, där förhållandet mellan längd och diameter är större än 5, definieras som

där L — induktans, μH, M — antal varv, d — spolens diameter, cm, l — lindningslängd, se

2. Parametrarna för flerskiktsinduktorer, där förhållandet mellan diameter och längd är större än 1, definieras som

där L — induktans, μH, n — antalet varv, dm — spolens medeldiameter, cm, e — spolens tjocklek, se

Enkel- och flerskiktsspolar med en öppen ferritmagnetisk krets kommer att ha en induktans på 1,5 - 3 gånger denna, beroende på kärnans egenskaper och konfiguration. Mässingskärna placerad istället för ferritkärna. kommer att minska induktansen med upp till 60-90 % jämfört med dess kärnlösa värde.

En ferritkärna kan användas för att minska antalet varv samtidigt som samma induktans bibehålls.

Vid tillverkning av spolar med en induktans på 100 μH till 100 mH för låga och medelhöga frekvenser, rekommenderas att använda kärnferritpansarkärnor i KM-serien. I det här fallet består den magnetiska kretsen av två koppar monterade sida vid sida, till vilka är fästa en enkelsektionsspole, två fixeringsfästen och en justerstång.

Den erforderliga induktansen och antalet varv kan beräknas från formlerna

där N är antalet varv, L - induktans, nH, Al - induktanskoefficient, nH/vit.

Du bör alltid komma ihåg att innan du beräknar induktansen måste du bestämma antalet varv som får plats på en given spole.

Ju mindre diametern på tråden är, desto större antal varv, men desto större motstånd är tråden och naturligtvis dess uppvärmning på grund av den frigjorda effekten lika med Az2R... Det effektiva värdet på spolströmmen bör inte överstiga 100 mA för en tråd med en diameter på 0,2 mm. 750 mA — för 0,5 mm och 4 A — för 1 mm.

Små anteckningar och tips

Induktansen hos stålkärnlindningar minskar mycket snabbt när likströmmen i lindningen ökar. Detta bör övervägas särskilt vid utformning av utjämningsfilter för strömförsörjning.

Induktorns maximala ström beror på omgivningstemperaturen och tillåter fruar att minska när den ökar. Därför, för att säkerställa tillförlitlig drift av enheten, måste en stor strömreserv tillhandahållas.

Ferritkärnor är effektiva för att tillverka filter och transformatorer över 30 MHz. I det här fallet består lindningarna av endast ett fåtal varv.

När någon typ av tråd används stängs en del av magnetfältslinjerna inte längs den magnetiska kretsen, utan genom utrymmet runt den. Denna effekt är särskilt uttalad i fallet med öppna magnetiska kretsar. Observera att dessa strömagnetiska fält är störningskällor, så kärnorna måste placeras i utrustningen på ett sådant sätt att denna störning reduceras så mycket som möjligt.

Induktorer har en viss parasitisk kapacitans som bildar en oscillerande krets i kombination med spolens induktans. Resonansfrekvensen för en sådan krets för olika typer av induktorer kan variera från 20 kHz till 100 MHz.