Определение и классификация катушек индуктивности

Катушки индуктивности

Определение и классификация катушек индуктивности

Катушки индуктивности (КИ) — это компоненты способные концентрировать в своем объеме или плоскости, высокочастотные и электромагнитные поля.

Катушки индуктивности применяются для создания реактивного сопротивления переменного тока при малом сопротивлении постоянному току, в частотно–избирательных цепях, для создания трансформаторов и линий задержек, они являются не стандартными компонентами и для каждого конкретного применения их конструктивные параметры рассчитывают по заданным электрическим характеристикам.

КИ классифицируют по нескольким принципам:

1) По частотному диапазону:

a) Низкочастотные от 0 до 1 кГц;

b) Высокочастотные от 1 кГц до сотен МГц.

2) По назначению:

a) Контурные;

b) Дроссельные;

c) Трансформатор.

3) По конструкции:

a) Каркасные;

b) Бескаркасные;

c) Экранированные;

d) Неэкранированные;

e) С сердечником;

f) Без сердечника;

g) Однослойные;

h) Многослойные;

i) Объемные;

j) Плоские.

4) По технологии изготовления:

a) Намотанные;

b) оженные;

c) Печатные;

d) Тонкопленочные.

В схемах электрической принципиальной обозначается буквой — L.

На рис. 35.:

а) КИ с постоянной индуктивностью;

б) КИ с отводами;

в) КИ с магнитодиэлектрическим сердечником;

г) КИ с подстроечным сердечником;

д) КИ с магнитопроводом;

е) Магнитосвязанные КИ;

ж) КИ с управляемой магнитной связью;

з) КИ с общим магнитопроводом.

и) Высокочастотные КИ с подстроечным сердечником

3.2. Система параметров КИ:

1) Номинальная индуктивность Гн, мГн=10⁻³Гц, мкГн=10⁻⁶Гн, нГн=10⁻⁹ Гн. L_ном – основной параметр, определяющий частотную область применения Ки, для частот равных единицам и десяткам кГц, требуется индуктивность в единицы и десятые доли Гн. Для сотен кГц требуются единицы и десятки мГн. Для единиц, десяток и сотен МГц требуются единицы мкГн. Для сотен МГц требуются десятки и сотни нГн. Индуктивность определяется размерами катушки и количеством витков (если КИ проволочная).

2) Добротность КИ — отношение реактивной мощности запасаемой в КИ и мощности активных тепловых потерь (или иначе реактивного сопротивления) к активным тепловым потерям:

;

— круговая частота;

— суммарное сопротивление потерь.

Добротность особенно важна для определения контура КИ, она определяет крутизну амплитудно–частотной характеристики (АЧХА). Для дросселей добротность имеет собственные параметры.

3) Собственная емкость (С_собс) — распределенная емкость, образованная между витками катушки через слой изоляции, через диэлектрический каркас и через воздух. Определенный вклад дает емкость на экран и между выводами КИ. Собственная емкость является паразитным параметром снижающим добротность, стабильность КИ.

Частота на которую оказывается настроенный контур, состоящий из индуктивности, собственной емкости называется собственной частотой и определяется по формуле:

Для частот к , но меньших ее, эквивалентная добротность зависит от отношения . Поэтому на практике стремятся использовать КИ на частотах значительно ниже собственных .

4) Температурная стабильность — определяется температурный коэффициент индуктивности ТКИ, который может быть записан аналогично .

ТКИ значительно меньше ТКЕ (емкости), поскольку зависит только от изменения геометрических размеров КИ (обычно диаметр витков). Для уменьшения ТКИ используют КИ с намоткой воженной в керамический каркас.

Объемные КИ бывают однослойные, многослойные, цилиндрические, тороидальные. При намотке катушек в один слой с шагом и без него (рис. 36.) индуктивность определяется по формуле: (мкГн).

где D — диаметр КИ;

— число витков;

— длина намотки.

Самые лучшие КИ с точки зрения отказов имеющие ед*час, это высокостабильные КИ, крупногабаритные с использованием провода диаметром более 0,5 мм. КИ средних и миниатюрных размеров – тороидальные и броневые с проводом тоньше 0,1 мм имеют нелучше 10^-8 ед*час.

Дата добавления: 2015-08-17