Επαγωγείς

Οι επαγωγείς επιτρέπουν την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας σε ένα μαγνητικό πεδίο. Τυπικές εφαρμογές είναι τα φίλτρα εξομάλυνσης και τα διάφορα επιλεκτικά κυκλώματα.

Τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά των επαγωγικών πηνίων καθορίζονται από το σχεδιασμό τους, τις ιδιότητες του υλικού του μαγνητικού πυρήνα και τη διαμόρφωσή του, τον αριθμό των στροφών του πηνίου.

Παρακάτω είναι οι κύριοι παράγοντες που πρέπει να λάβετε υπόψη κατά την επιλογή ενός επαγωγέα:

α) την απαιτούμενη τιμή της αυτεπαγωγής (H, mH, mkГ-n. nHn),

β) μέγιστο ρεύμα πηνίου. Το υψηλό ρεύμα είναι πολύ επικίνδυνο λόγω της υπερβολικής θέρμανσης που καταστρέφει τη μόνωση των περιελίξεων. Επιπλέον, εάν το ρεύμα είναι πολύ μεγάλο, μπορεί να προκύψει κορεσμός του μαγνητικού κυκλώματος με τη μαγνητική ροή, γεγονός που θα οδηγήσει σε σημαντική μείωση της επαγωγής,

(γ) την ακρίβεια της αυτεπαγωγής,

δ) θερμοκρασιακός συντελεστής επαγωγής,

ε) σταθερότητα που καθορίζεται από την εξάρτηση της επαγωγής από εξωτερικούς παράγοντες,

στ) ενεργή αντίσταση του σύρματος περιέλιξης,

ζ) Συντελεστής Q του πηνίου. Συνήθως ορίζεται στη συχνότητα λειτουργίας ως ο λόγος της επαγωγικής και ενεργητικής αντίστασης,

η) εύρος συχνοτήτων του πηνίου.

Επί του παρόντος παράγονται επαγωγείς ραδιοσυχνοτήτων για τιμές σταθερής συχνότητας με επαγωγές από 1 μH έως 10 mH. Για συντονισμό κυκλωμάτων συντονισμού, είναι επιθυμητό να υπάρχουν πηνία με ρυθμιζόμενη αυτεπαγωγή.

Σε κυκλώματα συντονισμού οργάνων χρησιμοποιούνται επαγωγείς μονής στρώσης με ανοιχτό μαγνητικό κύκλωμα.

Οι πολυστρωματικές περιελίξεις ανοιχτού μαγνητικού κυκλώματος χρησιμοποιούνται σε φίλτρα και μετασχηματιστές υψηλής συχνότητας. Τα θωρακισμένα πολυστρωματικά πηνία με πυρήνα φερρίτη χρησιμοποιούνται σε φίλτρα και μετασχηματιστές χαμηλής και μέσης διέλευσης, ενώ παρόμοιες περιελίξεις, αλλά με χαλύβδινο πυρήνα, χρησιμοποιούνται για εξομάλυνση τσοκ και φίλτρα χαμηλής διέλευσης.

Τύποι επαγωγέα

Οι κύριες σχέσεις προσέγγισης που χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό των επαγωγέων είναι οι εξής.

1. Οι παράμετροι των επαγωγέων μονής στρώσης, όπου ο λόγος μήκους προς διάμετρο είναι μεγαλύτερος από 5, ορίζονται ως

όπου L — αυτεπαγωγή, μH, M — αριθμός στροφών, d — διάμετρος πηνίου, cm, l — μήκος περιέλιξης, βλ.

2. Οι παράμετροι των πολυστρωματικών επαγωγέων, όπου ο λόγος διαμέτρου προς μήκος είναι μεγαλύτερος από 1, ορίζονται ως

όπου L — αυτεπαγωγή, μH, n — ο αριθμός των στροφών, dm — η μέση διάμετρος του πηνίου, cm, e — το πάχος του πηνίου, βλ.

Τα πηνία μονής και πολλαπλών στρώσεων με ανοιχτό μαγνητικό κύκλωμα φερρίτη θα έχουν αυτεπαγωγή 1,5 - 3 φορές αυτή, ανάλογα με τις ιδιότητες και τη διαμόρφωση του πυρήνα. Ο ορειχάλκινος πυρήνας τοποθετείται αντί για πυρήνα φερρίτη. θα μειώσει την αυτεπαγωγή έως και 60-90% σε σύγκριση με την τιμή του χωρίς πυρήνα.

Ένας πυρήνας φερρίτη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση του αριθμού των στροφών διατηρώντας την ίδια αυτεπαγωγή.

Κατά την παραγωγή πηνίων με επαγωγή από 100 μH έως 100 mH για χαμηλές και μεσαίες συχνότητες, συνιστάται η χρήση πυρήνων θωράκισης από φερρίτη της σειράς KM. Στην περίπτωση αυτή, το μαγνητικό κύκλωμα αποτελείται από δύο κύπελλα τοποθετημένα δίπλα-δίπλα, στα οποία είναι προσαρτημένα ένα πηνίο μονού τμήματος, δύο βραχίονες στερέωσης και μια ράβδος ρύθμισης.

Η απαιτούμενη αυτεπαγωγή και ο αριθμός των στροφών μπορούν να υπολογιστούν από τους τύπους

όπου N είναι ο αριθμός των στροφών, L — αυτεπαγωγή, nH, Al — συντελεστής επαγωγής, nH/vit.

Θα πρέπει πάντα να θυμάστε ότι πριν υπολογίσετε την αυτεπαγωγή, πρέπει να προσδιορίσετε τον αριθμό των στροφών που μπορούν να χωρέσουν σε ένα δεδομένο πηνίο.

Όσο μικρότερη είναι η διάμετρος του σύρματος, τόσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των στροφών, αλλά τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση του σύρματος και, φυσικά, η θέρμανση του λόγω της εκλυόμενης ισχύος ίσης με Az2R... Η πραγματική τιμή του ρεύματος του πηνίου δεν πρέπει υπερβαίνει τα 100 mA για σύρμα με διάμετρο 0,2 mm. 750 mA — για 0,5 mm και 4 A — για 1 mm.

Μικρές σημειώσεις και συμβουλές

Η αυτεπαγωγή των περιελίξεων του πυρήνα χάλυβα μειώνεται πολύ γρήγορα καθώς αυξάνεται το συνεχές ρεύμα στην περιέλιξη. Αυτό θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ειδικά όταν σχεδιάζετε φίλτρα εξομάλυνσης τροφοδοτικών.

Το μέγιστο ρεύμα του επαγωγέα εξαρτάται από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος και επιτρέπει στις γυναίκες να μειώνονται καθώς αυξάνεται. Επομένως, για να διασφαλιστεί η αξιόπιστη λειτουργία της συσκευής, πρέπει να παρέχεται μεγάλο απόθεμα ρεύματος.

Οι σπειροειδείς πυρήνες φερρίτη είναι αποτελεσματικοί για την κατασκευή φίλτρων και μετασχηματιστών άνω των 30 MHz. Σε αυτή την περίπτωση, οι περιελίξεις αποτελούνται μόνο από μερικές στροφές.

Όταν χρησιμοποιείται οποιοσδήποτε τύπος καλωδίου, μέρος των γραμμών του μαγνητικού πεδίου κλείνει όχι κατά μήκος του μαγνητικού κυκλώματος, αλλά μέσω του χώρου γύρω από αυτό. Αυτό το φαινόμενο είναι ιδιαίτερα έντονο στην περίπτωση ανοιχτών μαγνητικών κυκλωμάτων. Σημειώστε ότι αυτά τα αδέσποτα μαγνητικά πεδία είναι πηγές παρεμβολών, επομένως οι πυρήνες πρέπει να τοποθετούνται στον εξοπλισμό με τέτοιο τρόπο ώστε να μειώνεται όσο το δυνατόν περισσότερο αυτή η παρεμβολή.

Οι επαγωγείς έχουν μια ορισμένη παρασιτική χωρητικότητα η οποία σχηματίζει ένα κύκλωμα ταλάντωσης σε συνδυασμό με την επαγωγή του πηνίου. Η συχνότητα συντονισμού ενός τέτοιου κυκλώματος για διαφορετικούς τύπους επαγωγέων μπορεί να κυμαίνεται από 20 kHz έως 100 MHz.