Основные параметры катушек индуктивности

Индуктивность – характеризует количество энергии магнитного поля, запасаемого катушкой, при протекании по ней электрического тока. Единица измерения индуктивности – генри (Гн) и ее доли: миллигенри (мГн = 10^-3 Гн) и микрогенри (мкГн = 10^-6 Гн). В зависимости от назначения, индуктивность катушек может быть от нескольких наногенри до нескольких десятков тысяч миллигенри. В радиотехнической аппаратуре используются высокочастотные катушки с индуктивностью от долей мкГн до десятков мГн.

Индуктивность катушки зависит от ее формы, размеров и числа витков, а также от свойств сердечника или экрана.

Допустимое отклонение индуктивности определяется назначением катушки. Точность КИ предназначенных для контуров с сопряженной настройкой должна быть около ±(0,2 – 0,5) % и выше; точность катушек связи, дросселей ВЧ и других катушек, работающих на частотах далеких от резонансных частот может составлять ±(10-15)%

Добротность КИ в общем случае определяется по формулам

или

где – сопротивление провода катушки току высокой частоты на частоте f;

– сопротивление, вносимое экраном;

– сопротивление, обусловленное потерей в диэлектрике;

– потери, вносимые сердечником;

– эквивалентное сопротивление, характеризующее суммарные потери в КИ.

Добротности КИ применяемых в РЭС, находится в пределах от 20 до 300 и выше.

Собственная емкость катушки С_к является паразитной и обуславливается распределенной емкостью между отдельными витками и емкостью между обмоткой и корпусом прибора (рис. 5.2).

Рис. 5.2 – Составляющие собственной емкости КИ

Ввиду наличия распределенных емкостей зависимость сопротивления КИ от частоты носит сложный характер. В диапазоне частот 0…f_0, сопротивление имеет индуктивный характер; на частоте f_0,, называемой собственной частотой катушки, оно становится активным. Частота f₀ – это резонансная частота эквивалентного параллельного контура составленного из индуктивности катушки, собственной емкости С_к и сопротивления потерь КИ – . На более высоких частотах определенные части индуктивности и распределенных емкостей образует последовательные и параллельные контуры с резонансными частотами, f1, f2, ….

Таким образом, собственная емкость катушки С_к может быть определена только на низких частотах. Она лежит в пределах от единицы до сотен нФ.

Стабильность КИ – характеризуется изменением ее параметров под воздействием температуры, влажности, во времени. Изменением индуктивности под влиянием температуры характеризуется температурным коэффициентом индуктивности (ТКИ), который, как правило, имеет величину в пределах (20…300)·10^-6 1/град. Обратите внимание на то, что ТКИ всегда имеет положительный знак, поэтому в колебательных контурах необходимо использовать конденсаторы с отрицательным ТКЕ (принцип термокомпенсации).

Надежность. Для высоконадежных катушек наиболее характерны медленные отказы, вызываемые старением диэлектриков и магнитных материалов, окислением проводов и ухудшением изоляции.

Дата добавления: 2015-08-17