Как сделать катушку индуктивности своими руками: Катушки индуктивности своими руками

Содержание

Как рассчитать сердечник и витки самодельных катушек индуктивности

Содержание

  • 1 Конструкция катушки
  • 2 Расчет параметров катушки индуктивности
    • 2.1 Расчёт индуктивности прямого провода
    • 2.2 Расчёт однослойной намотки
    • 2.3 Дроссель с сердечником
    • 2.4 Многослойная намотка
  • 3 Видео

Катушки индуктивности предназначены для фильтрации токов высокой частоты. Они устанавливаются в колебательных контурах и используются для других целей в электрических и электронных схемах. Готовое устройство заводского изготовления надёжнее в работе, но дороже, чем изготовленное своими руками. Кроме того, не всегда удаётся приобрести элемент с необходимыми характеристиками. В этом случае расчёт катушки  индуктивности и само устройство можно сделать самостоятельно.

Устройство катушки индуктивности

Конструкция катушки

Каркас устройства изготавливается из диэлектрика. Это может быть тонкий (нефольгированный) гетинакс, текстолит, а на тороидальных сердечниках –просто обмотка из лакоткани или аналогичного материала.

Обмотка выполняется из одножильного или многожильного изолированного провода.

Внутрь обмотки вставляется сердечник. Он изготавливается из железа, трансформаторной стали, феррита и других материалов. Он может быть замкнутым, тороидальным (бублик), квадратным или незамкнутым (стержень). Выбор материала зависит от условий работы: частоты, магнитного потока и других параметров.

Кроме того, есть приборы, в которых сердечник отсутствует. Они характеризуются большой линейностью импеданса, но при намотке тороидальной формы обладают паразитной ёмкостью.

Расчет параметров катушки индуктивности

Протекающий по проводу электрический ток создаёт вокруг него электромагнитное поле. Соотношение величины поля к силе тока называется индуктивностью. Если провод свернуть кольцом или намотать на каркас, то получится катушка индуктивности. Её параметры рассчитывают по определённым формулам.

Расчёт индуктивности прямого провода

Индуктивность: формула

Индуктивность прямого стержня – 1-2мкГн на метр. Она зависит от его диаметра. Точнее можно рассчитать по формуле:

L=0.2l(logl/d-1), где:

  • d – диаметр провода,
  • l – длина провода.

Эти величины нужно измерять в метрах (м). При этом результат будет иметь размерность микрогенри (мкГн). Вместо натурального логарифма ln допустимо использовать десятичный lg, который в 2,3 раза меньше.

Предположим, что какая-то деталь подключена проводами длиной 4 см и диаметром 0,4 мм. Произведя при помощи калькулятора расчет по выше приведённой формуле, получаем, что индуктивность каждого из этих проводов составит (округлённо) 0,03 мкГн, а двух – 0,06 мкГн.

Ёмкость монтажа составляет порядка 4,5пФ. При этом резонансная частота получившегося контура составит 300 МГц. Это диапазон УКВ.

Важно! Поэтому при монтаже устройств, работающих в частотах УКВ, длину выводов деталей нужно делать минимальной.

Расчёт однослойной намотки

Для увеличения индуктивности провод сворачивается кольцом. Величина магнитного потока внутри кольца выше примерно в три раза. Рассчитать её можно при помощи следующего выражения:

L = 0,27D(ln8D/d-2), где D – диаметр кольца, измеренный в метрах.

При увеличении количества витков индуктивность продолжает расти. При этом индукция отдельных витков влияет на соседние, поэтому получившиеся параметры пропорциональны не количеству витков N, а их квадрату.

Однослойная намотка

Дроссель с сердечником

Параметры обмотки, намотанной на каркас, диаметром намного меньше длины рассчитывается по формуле:

L=*0*N2*S.

Она справедлива для устройства большой длины или большого тора.

Размерность в ней дана в метрах (м) и генри (Гн). Здесь:

  • 0 = 4•10-7 Гн/м – магнитная константа,
  • S = D2/4 – площадь поперечного сечения обмотки, магнитная проницаемость магнитопровода, которая меньше проницаемости самого материала и учитывает длину сердечника; в разомкнутой конструкции она намного меньше, чем у материала.

Например, если стержень антенны изготовить из феррита с проницаемостью 600 (марки 600НН), то у получившегося изделия она будет равна 150. При отсутствии магнитного сердечника = 1.

Для того чтобы использовать это выражение для расчёта обмоток, намотанных на тороидальном сердечнике, его необходимо измерять по средней линии «бублика». При расчёте обмоток, намотанных на железе Ш-образной формы без воздушного зазора, длину пути магнитного потока измеряют по средней линии сердечника.

Катушка с Ш-образным сердечником

В расчёте диаметр провода не учитывается, поэтому в низкочастотных конструкциях сечение провода выбирается по таблицам, исходя из допустимого нагрева проводника.

В высокочастотных устройствах, так же как и в остальных, стремятся свести омическое сопротивление к минимуму для достижения максимальной добротности прибора. Простое повышение сечения провода не помогает. Это приводит к необходимости наматывать обмотку в несколько слоёв. Но ток ВЧ идёт преимущественно по поверхности, что приводит к увеличению сопротивления. Добротность в высокочастотных элементах растёт вместе с увеличением всех размеров: длины и диаметров обмотки и провода.

Максимальная добротность получается в короткой обмотке большого диаметра, с соотношением диаметр/длина, равным 2,5. Параметры такого устройства вычисляются по формуле:

L=0.08D2N2/(3D+9b+10c).

В этой формуле все параметры измеряются в сантиметрах (см), а результат получается в микрогенри (мкГн).

По этой формуле рассчитывается также плоская катушка. Диаметр «D» измеряется по среднему витку, а длина «l» по ширине:

l=Dmax-Dmin.

Плоская катушка

Многослойная намотка

Многослойная намотка без сердечника вычисляется по формуле:

L=0.08D2N2/(3D+9b+10c).

Размеры здесь измеряются в сантиметрах (см), а результат получается в микрогенри (мкГн).

Добротность такого устройства зависит от способа намотки:

  • обычная плотная намотка – самая плохая, не более 30-50;
  • внавал и универсал;
  • «сотовая».

Многослойная катушка

Для увеличения добротности при частоте до 10 мГц вместо обычного, одножильного провода, можно взять литцендрат или посеребренный проводник.

Справка. Литцендрат – это провод, скрученный из большого количества тонких изолированных друг от друга жил.

Литцендрат имеет большую поверхность, по сравнению с одножильным проводником того же сечения, поэтому на высоких частотах его сопротивление ниже.

Использование сердечника в высокочастотных устройствах повышает индуктивность и добротность катушки. Особенно большой эффект даёт использование замкнутых сердечников. При этом добротность дросселя зависит не от активного сопротивления провода, а от проницаемости магнитопровода. Рассчитывается такой прибор по обычным формулам для низкочастотных устройств.

Сделать катушку или дроссель можно самостоятельно. Перед тем, как её изготавливать, необходимо рассчитать индуктивность катушки по формулам или при помощи онлайн-калькулятора.

Видео

Мультипекарь Redmond RMB-611

2172 ₽ Подробнее

Мультипекарь Redmond RMB-611

2172 ₽ Подробнее

Лучшие двухкамерные холодильники

Оцените статью:

Приспособление для намотки катушки индуктивности своими руками. Изготовление дросселя, катушки индуктивности своими руками, самому, самостоятельно. Проектирование, расчет. Применение, схемы. Корпус в виде улитки

Расчет и изготовление катушки индуктивности, дросселя. Типовые электронные схемы с дросселями. Как сделать индуктор своими руками (10+)

Дроссель, катушка индуктивности – Проектирование, изготовление, применение

Изготовление дросселя

Сначала определимся с материалом магнитопровода (сердечника). Если частота больше 10 кГц, то используем ферриты, если меньше 3 кГц, то железо, если между этими значениями, то решаем, исходя из конкретных условий.

Дросселя изготавливаются с зазором в сердечнике. Правильная толщина зазора в сочетании с нужным числом витков обеспечивает нужные параметры дросселя.

Вашему вниманию подборка материалов:

Реактивное сопротивление катушки индуктивности

Идеальная катушка индуктивности не обладает классическим омическим сопротивлением, сопротивление дросселя постоянному току равно нулю. Но если к катушке индуктивности приложить переменное напряжение, то за счет периодического накопления энергии в магнитном поле и последующей отдачи ее, в цепи будет протекать конечный ток.

Причем ток через дроссель не зависит от напряжения в текущий момент, а зависит от истории изменения напряжения, то есть определяется первообразной напряжения от времени. Так, если на дроссель подано синусоидальное напряжение, то ток будет иметь форму минус косинуса. Именно благодаря такому фазовому сдвигу на идеальной катушке индуктивности не рассеивается тепловая энергия.

На реальных катушках индуктивности и в цепях вокруг них тепловая энергия, конечно, рассеивается, так как все они обладают ненулевым омическим сопротивлением.

Именно на нем и рассеивается мощность.

Если рассматривать синусоидальное напряжение и оперировать понятиями действующего напряжения и тока, то можно написать формулу, напоминающую закон Ома для резисторов. [Действующий ток через дроссель ] = [Действующее напряжение на дросселе ] / [Z ], где [Z ] = (2 * ПИ * [Частота напряжения ] * [Индуктивность дросселя ]). Эта формула полезна при расчете индуктивных делителей переменного напряжения и фильтров высших и низших частот.

Особенности применения дросселей в схемах

Дроссели можно соединять последовательно и параллельно.

[Индуктивность последовательно соединенных дросселей

] = +

[Индуктивность параллельно соединенных дросселей ] = 1 / (1 / [Индуктивность первого дросселя ] + 1 / [Индуктивность второго дросселя ])

На рисунке приведены типовые схемы на катушках индуктивности. (А) – Индуктивный делитель переменного напряжения. [Напряжение на нижнем дросселе ] = [Входное напряжение ] * / ([индуктивность нижнего дросселя ] + [индуктивность верхнего дросселя ]) (Б) – Фильтр высших частот. (В) – Фильтр низших частот.

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости , чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи. сообщений.

А что такое E в первой формуле, прямо таки получается огромная величина индукти вности. В первой формуле правдоподобно, если индуктивность в микрогенри Если я правильно понял, то, например, E-3 означает 0.001?


Каждый любитель мастерить электронные приборы и , не раз сталкивался с необходимостью намотать катушку индуктивности или дроссель. В схемах конечно указывают число намотки катушки и каким проводом, но что делать если указанного диаметра провода нет в наличии, а есть намного толще или тоньше??

Я расскажу вам как это сделать на моем примере.
Хотел я сделать вот эту схему . Намоточные данные катушек в схеме указаны (6 витков провода 0. 4 на каркасе 2мм) эти намоточные данные соответствуют 47nH-нано Генри, все бы нормально но провод у меня был 0.6мм. Помощь я нашел в программе Coil32.

Открываем программу

В низу мы видим что в программе можно вычислить практически любую катушку. Стоит только выбрать из списка нужную, выбираем (однослойную катушку виток к витку)

Заходим в настройки и нажимаем Опции

В появившемся окне выбираем нГн

Возвращаемся к нашей схеме, например я вам не говорил какая индуктивность катушек и у вас есть только намоточные данные, как же нам теперь узнать какая же их индуктивность??

Для этого вставляем в окошки известные нам данные этих катушек, длину намотки подбираем до тех пор пока вычисления не совпадут с нашими данными.

И так вычисления показали что длина намотки 3. 1мм при 6-и витках провода 0.4,на оправке 2мм. а индуктивность 47нГн.
Теперь ставим диаметр нашего провода 0.6мм.

Но теперь индуктивность маленькая, значит начинаем увеличивать например длину намотки, получилось 5.5мм

Вот и все, катушка готова.

Но если вы например уже вытравили платы, а размер контактов для катушки остался прежним, то есть для катушки с длиной намотки 3мм, а у вас же получилась на 5.5мм (намного больше и впаять рядом 3 таких катушки будет проблематично)

Значит нужно нашу катушку уменьшить, ставим в окошко диаметр каркаса не 2мм, а 4мм. И наша катушка с проводом 0.6мм, уменьшается в длине с 5.5мм до 3мм и число витков 3.5, +/- 1-2 нГн роли большой не сыграет, зато мы сможем легко впаять наши индуктивности.

Вот и все, надеюсь моя статья поможет вам. В этой программе можно рассчитывать разные катушки, выбирайте из списка какая вам нужна и все у вас получится.

Катушка индуктивности — винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении. Как следствие, при протекании через катушку переменного электрического тока, наблюдается её значительная инерционность.

Для увеличения индуктивности применяют сердечники из ферромагнитных материалов: электротехнической стали, пермаллоя, флюкстрола, карбонильного железа, ферритов. Также сердечники используют для изменения индуктивности катушек в небольших пределах.

Существуют также катушки, проводники которых реализованы на печатной плате.

Катушка индуктивности в электрической цепи хорошо проводит постоянный ток и в то же время оказывает сопротивление переменному току, поскольку при изменении тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая этому изменению.

Основным параметром катушки индуктивности является её индуктивность , которая определяет, какой поток магнитного поля создаст катушка при протекании через неё тока силой 1 ампер.

Типичные значения индуктивностей катушек от десятых долей мкГн до десятков Гн.

Потери в проводах вызваны тремя причинами:

· Провода обмотки обладают омическим (активным) сопротивлением.

· Сопротивление провода обмотки возрастает с ростом частоты, что обусловлено скин-эффектом. Суть эффекта состоит в вытеснении тока в поверхностные слои провода. Как следствие уменьшается полезное сечение проводника и растет сопротивление.

· В проводах обмотки, свитой в спираль, проявляется эффект близости, суть которого состоит в вытеснении тока под воздействием вихревых токов и магнитного поля к периферии намотки. В результате сечение, по которому протекает ток, принимает серповидную форму, что ведёт к дополнительному возрастанию сопротивления провода.

Потери в диэлектрике (изоляции проводов и каркасе катушки) можно отнести к двум категориям:

· Потери от диэлектрика межвиткового конденсатора (межвитковые утечки и прочие потери характерные для диэлектриков конденсаторов).

· Потери от магнитных свойств диэлектрика (эти потери аналогичны потерям в сердечнике).

В общем случае можно заметить что для современных катушек общего применения потери в диэлектрике чаще всего пренебрежимо малы.

Потери в сердечнике складываются из потерь на вихревые токи, потерь на гистерезис и начальных потерь.

Потери на вихревые токи . Ток, протекающий по проводнику, индуцирует ЭДС в окружающих проводниках, например в сердечнике, экране и в проводах соседних витков. Возникающие при этом вихревые токи становятся источником потерь из-за сопротивления проводников.

Разновидности катушек индуктивности

Контурные катушки индуктивности . Эти катушки используются совместно с конденсаторами для получения резонансных контуров. Они должны иметь высокую стабильность, точность и добротность.

Катушки связи . Такие катушки применяются для обеспечения индуктивной связи между отдельными цепями и каскадами. Такая связь позволяет разделить по постоянному току цепи базы и коллектора и т.

д. К таким катушкам не предъявляются жёсткие требования на добротность и точность, поэтому они выполняются из тонкого провода в виде двух обмоток небольших габаритов. Основными параметрами этих катушек являются индуктивность и коэффициент связи.

Вариометры. Это катушки, индуктивность которых можно изменять в процессе эксплуатации для перестройки колебательных контуров. Они состоят из двух катушек, соединённых последовательно. Одна из катушек неподвижная (статор), другая располагается внутри первой и вращается (ротор). При изменении положения ротора относительно статора изменяется величина взаимоиндукции, а следовательно, индуктивность вариометра. Такая система позволяет изменять индуктивность в 4 − 5 раз. В ферровариометрах индуктивность изменяется перемещением ферромагнитного сердечника.

Дроссели . Это катушки индуктивности, обладающие высоким сопротивлением переменному току и малым сопротивлением постоянному. Применяются в цепях питания радиотехнических устройств в качестве фильтрующего элемента. Для сетей питания с частотами 50-60 Гц выполняются на сердечниках из трансформаторной стали. На более высоких частотах также применяются сердечники из пермаллоя или феррита. Особая разновидность дросселей — помехоподавляющие ферритовые бочонки (бусины) на проводах.

Сдвоенные дроссели две намотанных встречно катушки индуктивности, используются в фильтрах питания. За счёт встречной намотки и взаимной индукции более эффективны для фильтрации синфазных помех при тех же габаритах. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания; в дифференциальных сигнальных фильтрах цифровых линий, а также в звуковой технике. Т.е. предназначены как для защиты источников питания от попадания в них наведённых высокочастотных сигналов, так и во избежание засорения питающей сети электромагнитными помехами. На низких частотах используется в фильтрах цепей питания и обычно имеет ферромагнитный (из трансформаторной стали) или ферритовый сердечник.

Применение катушек индуктивности

· Катушки индуктивности (совместно с конденсаторами и/или резисторами) используются для построения различных цепей с частотно-зависимыми свойствами, в частности, фильтров, цепей обратной связи, колебательных контуров и т. п..

· Катушки индуктивности используются в импульсных стабилизаторах как элемент, накапливающий энергию и преобразующий уровни напряжения.

· Две и более индуктивно связанные катушки образуют трансформатор.

· Катушка индуктивности, питаемая импульсным током от транзисторного ключа, иногда применяется в качестве источника высокого напряжения небольшой мощности в слаботочных схемах, когда создание отдельного высокого питающего напряжения в блоке питания невозможно или экономически нецелесообразно. В этом случае на катушке из-за самоиндукции возникают выбросы высокого напряжения, которые можно использовать в схеме, например, выпрямив и сгладив.

· Катушки используются также в качестве электромагнитов.

· Катушки применяются в качестве источника энергии для возбуждения индуктивно-связанной плазмы.

· Для радиосвязи — излучение и приём электромагнитных волн (магнитная антенна, кольцевая антенна).

o Рамочная антенна

o DDRR

o Индукционная петля

· Для разогрева электропроводящих материалов в индукционных печах.

· Как датчик перемещения: изменение индуктивности катушки может изменяться в широких пределах перемещением (вытаскиванием) сердечника.

· Катушка индуктивности используется в индукционных датчиках магнитного поля. Индукционные магнитометры были разработаны и широко использовались во времена Второй мировой войны.

Эффективные способы намотки, разработанные на нашем предприятии:

Позволяют снять ограничения на диапазоны применяемых напряжений, токов и температур. Снижают сечение провода, стоимость и массу катушек при тех же условиях эксплуатации. Либо позволяют повысить напряжения, токи и температуру эксплуатации при том же сечении провода.

Наши многолетние исследования показали, что наиболее эффективным способом охлаждения является воздушный. Применение дополнительных видов изоляции иногда бывает нежелательно и ухудшает свойства обмоток. Вместо изоляции мы применяем разделение обмотки на секции. Стремимся к увеличению площади контакта провода с мощными потоками воздуха.

1. Разделенная обмотка .

Лучшая альтернатива дополнительной изоляции. Обмотка разделена на любое количество секций, соединенных последовательно. Потенциал между секциями делится на количество секций. Потенциал между слоями делится на количество секций, помноженное на количество слоев. Потенциал между соседними витками в одном слое делится на количество секций, помноженное на количество слоев и количество витков в слое. Таким образом любое опасное пробивное напряжение можно снизить до электрозащитных показателей обыкновенного эмальпровода без применения особых электроизоляционных мер. Чем больше отдельных секций, тем лучше можно организовать охлаждение.

2. Бесконтактная обмотка.

Витки обмотки подвешены в воздухе на специальных растяжках. Не имеют механического, электрического и теплового контакта ни с какими другими материалами катушки, ни с каркасом, ни с корпусом, ни с электроизоляцией. Самое эффективное воздушное охлаждение, тепло- и электроизоляция.

3. Корпус в виде улитки.

Наиболее эффективным способом охлаждения обмоток мы считаем воздушное. Применение такого корпуса с вентиляторами и просчетом аэродинамических характеристик дает значительные преимущества.

4. Двухполупериодная обмотка.

Все новое – это хорошо забытое старое. Разделение обмотки на два плеча и включение через диодный мост дает попеременное включение плеч с частотой сети. В один полупериод одно плечо работает, другое отдыхает. Это позволяет применять обмотки с меньшим сечением. Особенно актуальна двухполупериодная обмотка там, где в небольшие габариты требуется поместить очень мощную обмотку с таким толстым проводом, который невозможно согнуть под требуемыми углами без повреждения. Или промышленность не выпускает настолько толстые шины, и таким образом можно перейти на меньшее сечение.

5. Трубопроводная обмотка.

Для работы на особо высоких температурных режимах. В качестве провода применяется медная труба, циркулирующая жидкость, насосы, теплообменники, хладогенераторы, резервуары.

6. Заливка компаундами с примесями на основе нитрида бора и другими для повышения теплопроводности компаунда. Либо виброустойчивая растяжка с применением специальных техпластин. Применяется на сложных виброударных режимах работы.

Наши специалисты разработают наиболее эффективный способ решения Ваших задач. Мы будем рады с Вами сотрудничать.

Ждем Ваших заказов.

Что вы себе представляете под словом “катушка” ? Ну… это, наверное, какая-нибудь “фиговинка”, на которой намотаны нитки, леска, веревка, да что угодно! Катушка индуктивности представляет из себя точь-в-точь то же самое, но вместо нитки, лески или чего-нибудь еще там намотана обыкновенная медная проволока в изоляции.

Изоляция может быть из бесцветного лака, из ПВХ-изоляции и даже из матерчатой. Тут фишка такая, что хоть и провода в катушке индуктивности очень плотно прилегают к друг другу, они все равно изолированы друг от друга . Если будете мотать катушки индуктивности своими руками, ни в коем случае не вздумайте брать обычный медный голый провод!

Индуктивность

Любая катушка индуктивности обладает индуктивностью . Индуктивность катушки измеряется в Генри (Гн), обозначается буковкой L и замеряется с помощью LC – метра .

Что такое индуктивность? Если через провод пропустить электрический ток, то он вокруг себя создаст магнитное поле:

где

В – магнитное поле, Вб

I –

А давайте возьмем и намотаем в спиральку этот провод и подадим на его концы напряжение


И у нас получится вот такая картина с магнитными силовыми линиями:


Грубо говоря, чем больше линий магнитного поля пересекут площадь этого соленоида, в нашем случае площадь цилиндра, тем больше будет магнитный поток (Ф) . Так как через катушку течет электрический ток, значит, через нее проходит ток с Силой тока (I), а коэффициент между магнитным потоком и силой тока называется индуктивностью и вычисляется по формуле:

С научной же точки зрения, индуктивность – это способность извлекать энергию из источника электрического тока и сохранять ее в виде магнитного поля. Если ток в катушке увеличивается, магнитное поле вокруг катушки расширяется, а если ток уменьшается, то магнитное поле сжимается.

Самоиндукция

Катушка индуктивности обладает также очень интересным свойством. При подаче на катушку постоянного напряжения, в катушке возникает на короткий промежуток времени противоположное напряжение.

Это противоположное напряжение называется ЭДС самоиндукции. Эта зависит от значения индуктивности катушки. Поэтому, в момент подачи напряжения на катушку сила тока в течение долей секунд плавно меняет свое значение от 0 до некоторого значения, потому что напряжение, в момент подачи электрического тока, также меняет свое значение от ноля и до установившегося значения. Согласно Закону Ома :


где

I – сила тока в катушке, А

U – напряжение в катушке, В

R – сопротивление катушки, Ом

Как мы видим по формуле, напряжение меняется от нуля и до напряжения, подаваемого в катушку, следовательно и ток тоже будет меняться от нуля и до какого то значения. Сопротивление катушки для постоянного тока также постоянное.

И второй феномен в катушке индуктивности заключается в том, что если мы разомкнем цепь катушка индуктивности – источник тока, то у нас ЭДС самоиндукции будет суммироваться к напряжению, которое мы уже подали на катушку.

То есть как только мы разрываем цепь, на катушке напряжение в этот момент может быть в разы больше, чем было до размыкания цепи, а сила тока в цепи катушки будет тихонько падать, так как ЭДС самоиндукции будет поддерживать убывающее напряжение.

Сделаем первые выводы о работе катушки индуктивности при подаче на нее постоянного тока. При подаче на катушку электрического тока, сила тока будет плавно увеличиваться, а при снятии электрического тока с катушки, сила тока будет плавно убывать до нуля. Короче говоря, сила тока в катушке мгновенно измениться не может.

Типы катушек индуктивности

Катушки индуктивности делятся в основном на два класса: с магнитным и немагнитным сердечником . Снизу на фото катушка с немагнитным сердечником.

Но где у нее сердечник? Воздух – это немагнитный сердечник:-). Такие катушки также могут быть намотаны на какой-нибудь цилиндрической бумажной трубочке. Индуктивность катушек с немагнитным сердечником используется, когда индуктивность не превышает 5 миллигенри.

А вот катушки индуктивности с сердечником:


В основном используют сердечники из феррита и железных пластин. Сердечники повышают индуктивность катушек в разы. Сердечники в виде кольца (тороидальные) позволяют получить большую индуктивность, нежели просто сердечники из цилиндра.

Для катушек средней индуктивности используются ферритовые сердечники:


Катушки с большой индуктивностью делают как трансформатор с железным сердечником, но с одной обмоткой, в отличие от трансформатора.


Дроссели

Также есть особый вид катушек индуктивностей. Это так называемые . Дроссель – это катушка индуктивности, задача которой состоит в том, чтобы создать в цепи большое сопротивление для переменного тока, чтобы подавить токи высоких частот.

Постоянный ток через дроссель проходит без проблем. Почему это происходит, можете прочитать в этой статье. Обычно дроссели включаются в цепях питания усилительных устройств. Дроссели предназначены для защиты источников питания от попадания в них высокочастотных сигналов (ВЧ-сигналов). На низких частотах (НЧ) они используются цепей питания и обычно имеют металлические или ферритовые сердечники. Ниже на фото силовые дроссели:


Также существует еще один особый вид дросселей – это . Он представляет из себя две встречно намотанных катушки индуктивности. За счет встречной намотки и взаимной индукции он более эффективен. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания, а также в звуковой технике.


Опыты с катушкой

От каких факторов зависит индуктивность катушки? Давайте проведем несколько опытов. Я намотал катушку с немагнитным сердечником. Ее индуктивность настолько мала, что LC – метр мне показывает ноль.


Имеется ферритовый сердечник


Начинаю вводить катушку в сердечник на самый край


LC-метр показывает 21 микрогенри.

Ввожу катушку на середину феррита


35 микрогенри. Уже лучше.

Продолжаю вводить катушку на правый край феррита


20 микрогенри. Делаем вывод, самая большая индуктивность на цилиндрическом феррите возникает в его середине. Поэтому, если будете мотать на цилиндрике, старайтесь мотать в середине феррита. Это свойство используется для плавного изменения индуктивности в переменных катушках индуктивности:

где

1 – это каркас катушки

2 – это витки катушки

3 – сердечник, у которого сверху пазик под маленькую отвертку. Вкручивая или выкручивая сердечник, мы тем самым изменяем индуктивность катушки.


Индуктивность стала почти 50 микрогенри!

А давайте-ка попробуем расправим витки по всему ферриту


13 микрогенри. Делаем вывод: для максимальной индуктивности мотать катушку надо “виток к витку”.

Убавим витки катушки в два раза. Было 24 витка, стало 12.


Совсем маленькая индуктивность. Убавил количество витков в 2 раза, индуктивность уменьшилась в 10 раз. Вывод: чем меньше количество витков – тем меньше индуктивность и наоборот. Индуктивность меняется не прямолинейно виткам.

Давайте поэкспериментируем с ферритовым кольцом.


Замеряем индуктивность


15 микрогенри

Отдалим витки катушки друг от друга


Замеряем снова


Хм, также 15 микрогенри. Делаем вывод: расстояние от витка до витка не играет никакой роли в катушке индуктивности тороидального исполнения.

Мотнем побольше витков. Было 3 витка, стало 9.


Замеряем


Офигеть! Увеличил количество витков в 3 раза, а индуктивность увеличилась в 12 раз! Вывод: индуктивность меняется не прямолинейно виткам.

Если верить формулам для расчета индуктивностей, индуктивность зависит от “витков в квадрате”. Эти формулы я здесь выкладывать не буду, потому как не вижу надобности. Скажу только, что индуктивность зависит еще от таких параметров, как сердечник (из какого материала он сделан), площадь поперечного сечения сердечника, длина катушки.

Обозначение на схемах


Последовательное и параллельное соединение катушек

При последовательном соединении индуктивностей , их общая индуктивность будет равняться сумме индуктивностей.


А при параллельном соединении получаем вот так:


При соединении индуктивностей должно выполняться правило, чтобы они были пространственно разнесены на плате. Это связано с тем, что при близком расположении друг друга их магнитные поля будут влиять с друг другом, и поэтому показания индуктивностей будут неверны. Не ставьте на одну железную ось две и более тороидальных катушек. Это может привести к неправильным показаниям общей индуктивности.

Резюме

Катушка индуктивности играет в электронике очень большую роль, особенно в приемопередающей аппаратуре. На катушках индуктивности строятся также различные для электронной радиоаппаратуры, а в электротехнике ее используют также в качестве ограничителя скачка силы тока.

Ребята из Паяльника забабахали очень неплохой видос про катушку индуктивности. Советую посмотреть в обязательном порядке:

Как наматывают катушки индуктивности?


Катушка индуктивности является одной из схем в цепочке радиотехнических устройств. Она применяется в изготовлении СВЧ-печей, трансформаторов для автономных подстанций, приемно-передающей аппаратуре и других видах электрической техники.

Принцип работы катушки индуктивности

При подаче на катушку индуктивности электричества сила тока будет постепенно возрастать. Когда энергия перестанет поступать, напряжение в катушке резко возрастет, а потом начнет постепенно ослабевать. Сила тока в цепи мгновенно измениться не может. На этом основан первый закон коммутации.

Различаются катушки индуктивности с магнитным сердечником: обычно это пластины из феррита или железа или сердечники в виде кольца, которые считаются наиболее эффективными проводниками тока. Катушки с немагнитным сердечником – это конструкции, полые внутри, то есть без какой-либо сердцевины.

Материалы для создания катушки

  1. Медные изолированные провода нескольких разных сечений;
  2. Пластмассовый цилиндр;
  3. Небольшая стальная пластина;
  4. Микрометр;
  5. Линейка;
  6. Картон или органическое стекло;
  7. Специальный станок для намотки проводов на катушку (если есть в наличии, но можно обойтись и без него).

Как намотать катушку индуктивности

При намотке катушки индуктивности в домашних условиях не используйте обычный медный провод, берите только изолированный, иначе весь процесс просто потеряет смысл.

  1. Определитесь с предназначением катушки.
    • Если вам нужна низкочастотная катушка, то используйте для этого сердечник в виде стальной пластины. Для высокочастотного прибора вам сердцевина не потребуется.
  2. Используйте для намотки медный изолированный провод, лучше всего с эмалевой изоляцией (в узкополосных фильтрах применяется многожильный провод – он состоит из нескольких свитых вместе проводов).
  3. С помощью микрометра определите диаметр провода, который вам необходимо намотать на катушку.
    • Если данный прибор у вас отсутствует, можно узнать необходимый размер следующим образом: намотайте несколько десятков витков провода на карандаш и измерьте длину намотки линейкой. Затем полученное число разделите на количество витков, которые вы сделали. Таким образом вы получите необходимый вам размер диаметра.
  4. Изготовьте основу для катушки.
    • Это можно сделать из картона, органического стекла, сложенной в моток фотопленки.
  5. Намотайте провод на катушку.

Данное действие можно производить вручную или на специальном станке. Наматывать провод надо по принципу «виток к витку». Чем больше витков вы сделаете, тем выше будут в катушке индуктивные свойства.

Теперь вы знаете, как наматывают катушки индуктивности, и сможете это применить дома для ремонта или создания своих электрических приборов.

Совет 1: Как намотать катушку индуктивности

Инструкция

Определите тип катушки, которую вы намерены изготовить. В зависимости от условий использования и конструкции катушки индуктивности делятся на низкочастотные и высокочастотные. Для низкочастотной катушки вам потребуется изготовить магнитопровод (сердечник) из стальных пластин. В высокочастотных катушках сердечник либо вовсе не используется, либо он из немагнитного материала. Такой сердечник позволяет без изменения витков катушки менять ее индуктивность.

Подберите провод для намотки катушки. Как правило, в катушках обоих типов используется медный провод различного сечения (медь обладает малым сопротивлением). Подберите провод в соответствующей изоляции, в зависимости от катушки (чаще всего предпочтение следует отдать эмалевой изоляции). Катушки, используемые в высокочастотной части коротковолнового диапазона, для снижения потерь наматывают неизолированным проводом.Для намотки катушек повышенной добротности, применяемых, к примеру, в узкополосных фильтрах, используйте многожильный провод, состоящий из нескольких свитых вместе проводов с эмалевой изоляцией.

Определите диаметр провода для того чтобы оценить возможность его применения в катушке. При отсутствии микрометра намотайте несколько десятков витков провода на или другой подходящий стержень (плотно, виток к витку), а затем измерьте линейкой общую длину намотки и разделите на количество витков. Чем больше витков и плотнее намотка, тем точнее результат измерения.

Изготовьте каркас катушки. В при конструировании самодельной аппаратуры каркас можно сделать из бумаги, органического , картона. Небольшие по размерам каркасы изготовьте из фотопленки, с которой предварительно следует удалить эмульсию. Для жесткости используйте несколько слоев пленки. Из этой же пленки изготовьте щечки каркаса, приклеив их целлулоидным клеем.

Намотку провода на катушку производите вручную или на специальном намоточном станке (в зависимости от типа каркаса и сердечника). Катушка, выполненная на кольцевом ферритовом , наматывается при помощи специального приспособления (челнока).

Если возникает необходимость пайки эмалированного провода, вначале удалите . Это легко сделать, подержав провод в пламени горящей спички, зачистив острым ножом или протерев провод ватой, смоченной в ацетоне.

Видео по теме

Источники:

  • Катушки и трансформаторы
  • изготовление катушек индуктивности

Катушка Тесла, она же трансформатор Тесла – это уникальный аппарат, совсем не похожий на обыкновенные трансформаторы, условием работы которых является самоиндукция. Для трансформатора Тесла совсем наоборот: чем меньше самоиндукция, тем лучше. Очень интересные и необъяснимые эффекты проявляются при его работе. Но несмотря на всю загадочность, его несложно собрать самому в домашних условиях.

Вам понадобится

  • Медные провода, пластиковая труба, источник высокого напряжения, конденсатор.

Инструкция

Возьмите медный провод толщиной примерно в 10 миллиметров.

Далее возьмите кусок пластмассовой примерно 50 миллиметров в диаметре и намотайте на нем катушку, виток к витку, проводом в 0,01 миллиметр. Количество витков может быть от 700 до 1000. Это будет вторичная обмотка трансформатора, она помещается внутрь первичной. Для запуска аппарата необходимо подать на первичную обмотку трансформатора высоковольтное в виде импульсов.

При подаче напряжения начнет заряжаться конденсатор, по мере накопления напряжение на его обкладках возрастает до тех пор, пока в разряднике не произойдет пробой, тогда напряжение резко , и он снова начнет заряжаться. Это цикл формирования импульса подаваемого на первичную обмотку трансформатора.

Обратите внимание

На первичную обмотку подается напряжение, порядком нескольких тысяч вольт. Не забывайте, что это опасно.

Полезный совет

Регулируя емкость, вы можете регулировать частоту подачи импульсов, ведь чем меньше емкость, тем быстрее она заряжается, а регулируя зазор в разряднике, изменяется напряжение.

Источники:

  • тесла как сделать

Катушка индуктивности представляет собой свернутый в спираль проводник, запасающий магнитную энергию в виде магнитного поля. Без этого элемента невозможно построить ни радиопередатчик, ни радиоприемник, на аппаратуру проводной связи. И телевизор, к которому многие из нас так привыкли, без катушки индуктивности немыслим.

Вам понадобится

  • Провода различного сечения, бумага, клей, пластмассовый цилиндр, нож, ножницы

Инструкция

Магнитные сердечники концентрируют магнитное поле катушки, чем повышают ее индуктивность. При этом вы можете уменьшить количество витков катушки, что влечет уменьшение ее размеров и габаритов радиоустройства.

Источники:

  • Катушка индуктивности

Для изготовления некоторых приборов необходимо использовать устройства, преобразующие токи и переменные напряжения – трансформаторы. Кроме понижающих трансформаторов может возникнуть необходимость и в мощных повышающих устройствах. Одним из таких преобразующих приборов и является индукционная катушка – катушка Румкорфа. Обмотка сердечника индукционной катушки – задача вполне посильная и не требующая специальных знаний или оборудования.

Вам понадобится

  • – медный провод диаметром 1,5 мм с двойной изоляцией;
  • – нитки;
  • – парафин;
  • – картон или тонкая фибра;
  • – провод ПШО или ПЭ диаметром 0,1 мм;
  • – пропарафиненная бумага;
  • – изоляционная лента;
  • – проволока;
  • – спиртовой лак

Инструкция

Сделайте сердечник. Для этих целей подойдет железная проволока. Накалите проволоку до темно-красного цвета, а затем поместите в горячую золу и оставьте до тех пор, пока она не остынет. Тщательно счистите накалину и аккуратно покройте спиртовым лаком. Сложите из проволоки пучок и крепко обмотайте при помощи изоляционной ленты. Намотайте несколько слоев пропарафиненной бумаги.

При обмотке сердечника следует сделать сначала первичную обмотку, а затем – вторичную, повышающую. Возьмите медный провод. Отмерьте 10 см, оставив этот конец свободным. Закрепите закрепите провод на сердечнике, на расстоянии 4 см от торца при помощи нити.

Начните наматывать проволоку по часовой стрелке. Старайтесь уложить виток к витку как можно плотнее. Полностью обмотайте сердечник одним слоем провода.

Сделайте петлю. Длина петли должна составлять 10 см. Закрепите провод при помощи нитки. Намотайте второй слой провода с том же направлении. Прочно зафиксируйте конец обмотки с . Залейте всю обмотку горячим парафином.

Возьмите тонкую фибру. Если этого материала у вас нет, то подойдет и картон. Тощина листа картона должна составлять 1 мм. Для улучшения изоляционных свойств необходимо предварительно проварить материал в парафине.

Изготовьте 10 катушек. Диаметр внутреннего отверстия катушек должен соответствовать диаметру сердечника с первичной обмоткой.

Возьмите изолированный провод ПШО или ПЭ. Аккуратно намотайте секции вторичной обмотки. Все секции следует наматывать в одном направлении. Намотку каждой из секций необходимо закончить на расстоянии 5 мм от верхнего борта. Сделайте в данном месте небольшой прокол в щечке катушки. Закрепите провод, оставив конец 6-7 см.

Аккуратно покройте обмотку пропарафиненной бумагой в несколько слоев, а затем – изоляционной лентой.

Оберните первичную обмотку 2 слоями пропарафиненной бумаги. Аккуратно, соблюдая правильную порядок, наденьте секции второй обмотки. Последовательно соедините концы обмотки секций.

Припаяйте по куску провода, длиной 15 см, сперва к началу, а затем – к концу вторичной обмотки. Тщательно залейте катушку парафином. Следите за тем, чтобы между секциями не осталось пустот. Индукционная катушка готова.

Источники:

  • Катушка Румкорфа в 2019

Как хорошо ранним утром махнуть на рыбалку! Свежий запах полевых цветов, щебетание птиц и первые лучи солнца умиротворяющее действуют на психику человека. Чтобы сохранить такое состояние души, надо избежать любых неприятностей во время рыбной ловли. А для этого еще накануне стоит позаботиться, в том числе, и о правильной намотке шнура на шпулю катушки рыболовной.

Катушка индуктивности – Виды катушек, практические опыты

Что такое катушка индуктивности

Что вы себе представляете под словом «катушка» ? Ну… это, наверное, какая-нибудь «фиговинка», на которой намотаны нитки, леска, веревка, да что угодно! Катушка индуктивности представляет из себя точь-в-точь то же самое, но вместо нитки, лески или чего-нибудь еще там намотана обыкновенная медная проволока в изоляции.

Изоляция может быть из бесцветного лака, из ПВХ-изоляции и даже из матерчатой. Тут фишка такая, что хоть и провода в катушке индуктивности очень плотно прилегают к друг другу, они все равно изолированы друг от друга. Если будете мотать катушки индуктивности своими руками, ни в коем случае не вздумайте брать обычный медный голый провод!

Индуктивность

Любая катушка индуктивности обладает индуктивностью. Индуктивность катушки измеряется в Генри (Гн), обозначается буковкой L и замеряется с помощью LC — метра.

Что такое индуктивность?  Если через  провод пропустить электрический ток, то он вокруг себя создаст магнитное поле:

где

В — магнитное поле, Вб

I — сила тока, А

А давайте возьмем и намотаем в спиральку этот провод и подадим на его концы напряжение

И у нас получится вот такая картина с магнитными силовыми линиями:

Грубо говоря, чем больше линий магнитного поля пересекут площадь этого соленоида, в нашем случае площадь цилиндра, тем больше будет магнитный поток (Ф). Так как через катушку течет электрический ток, значит, через нее проходит ток с  Силой тока (I), а коэффициент между магнитным потоком и силой тока называется индуктивностью и вычисляется по формуле:

С научной же точки зрения, индуктивность — это способность извлекать энергию из источника электрического тока и сохранять ее в виде магнитного поля. Если ток в катушке увеличивается, магнитное поле вокруг катушки расширяется, а если ток уменьшается , то магнитное поле сжимается.

Самоиндукция

Катушка индуктивности обладает также очень интересным свойством. При подаче на катушку постоянного напряжения, в катушке возникает на короткий промежуток времени противоположное напряжение.

Это противоположное напряжение называется ЭДС самоиндукции. Эта ЭДС зависит от значения индуктивности катушки. Поэтому, в момент подачи напряжения на катушку сила тока в течение долей секунд плавно меняет свое значение от 0 до некоторого значения, потому что напряжение, в момент подачи электрического тока, также меняет свое значение от ноля и до установившегося значения. Согласно Закону Ома:

где

I — сила тока в катушке , А 

U — напряжение в катушке, В 

 R — сопротивление катушки, Ом

Как мы видим по формуле, напряжение меняется от нуля и до напряжения, подаваемого в катушку, следовательно и ток тоже будет меняться от нуля и до какого то значения. Сопротивление катушки для постоянного тока также постоянное.

[quads id=1]

И второй феномен в катушке индуктивности заключается в том, что если мы разомкнем цепь катушка индуктивности — источник тока, то у нас ЭДС самоиндукции будет суммироваться к напряжению, которое мы уже подали на катушку.

То есть как только мы разрываем цепь, на катушке напряжение в этот момент может быть  в разы больше, чем было до размыкания  цепи, а сила тока в цепи катушки будет тихонько падать, так как ЭДС самоиндукции будет поддерживать убывающее напряжение.

Сделаем первые выводы о работе катушки индуктивности при подаче на нее постоянного тока. При подаче на катушку электрического тока, сила тока будет плавно увеличиваться, а при снятии электрического тока с катушки, сила тока будет плавно убывать до нуля. Короче говоря, сила тока в катушке мгновенно измениться не может.

Типы катушек индуктивности

Катушки индуктивности делятся в основном на два класса: с магнитным и  немагнитным сердечником. Снизу  на фото катушка с немагнитным сердечником.

Но где у нее сердечник? Воздух — это немагнитный сердечник :-).  Такие катушки также могут быть намотаны на какой-нибудь цилиндрической бумажной трубочке. Индуктивность катушек с немагнитным  сердечником используется, когда индуктивность не превышает 5 миллигенри.

А вот катушки индуктивности с сердечником:

В основном используют сердечники из феррита и железных пластин. Сердечники повышают индуктивность катушек в разы. Сердечники в виде кольца (тороидальные) позволяют получить большую индуктивность, нежели просто сердечники из цилиндра.

Для катушек средней индуктивности используются ферритовые сердечники:

Катушки с большой индуктивностью делают как трансформатор с железным сердечником, но с одной обмоткой, в отличие от трансформатора.

Дроссель

Также есть особый вид катушек индуктивностей. Это так называемые дроссели. Дроссель — это катушка индуктивности, задача которой состоит в том, чтобы создать в цепи большое сопротивление для переменного тока, чтобы подавить токи высоких частот.

Постоянный ток через дроссель проходит без проблем. Почему это происходит, можете прочитать в этой статье. Обычно дроссели включаются в цепях питания усилительных устройств. Дроссели предназначены для защиты источников питания от попадания в них высокочастотных сигналов (ВЧ-сигналов). На низких частотах (НЧ) они используются в фильтрах цепей питания и обычно имеют металлические или ферритовые сердечники. Ниже на фото силовые дроссели:

Также существует еще один особый вид дросселей — это сдвоенный дроссель. Он представляет из себя две встречно намотанных катушки индуктивности. За счет встречной намотки и взаимной индукции он более эффективен. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания, а также в звуковой технике.

Что влияет на индуктивность?


От каких факторов зависит индуктивность катушки? Давайте проведем несколько опытов.  Я намотал катушку с немагнитным сердечником. Ее индуктивность настолько мала, что LC — метр мне показывает ноль.

Имеется ферритовый сердечник

Начинаю вводить катушку в сердечник на самый край

LC-метр  показывает 21 микрогенри.

Ввожу катушку на середину феррита

35 микрогенри. Уже лучше.

Продолжаю вводить катушку на правый край феррита

20 микрогенри. Делаем вывод, самая большая индуктивность на цилиндрическом феррите возникает в его середине.  Поэтому, если будете мотать на цилиндрике, старайтесь мотать в середине феррита. Это свойство используется для плавного изменения индуктивности  в переменных катушках индуктивности:

где

1 — это каркас катушки

2 — это витки катушки

3 — сердечник, у которого сверху пазик под маленькую отвертку. Вкручивая или выкручивая сердечник, мы тем самым изменяем индуктивность катушки.

Экспериментируем дальше. Давайте попробуем сжимать и разжимать витки катушки. Для начала ставим ее в середину и начинаем сжимать витки

Индуктивность стала почти 50 микрогенри!

А давайте-ка попробуем расправим витки по всему ферриту

13 микрогенри. Делаем вывод: для максимальной индуктивности мотать катушку надо «виток к витку».

Убавим витки катушки в два раза. Было 24 витка, стало 12.

Совсем маленькая индуктивность. Убавил количество витков в 2 раза, индуктивность уменьшилась в 10 раз.  Вывод: чем меньше количество витков — тем меньше индуктивность и наоборот. Индуктивность меняется не прямолинейно виткам.

[quads id=1]

Давайте поэкспериментируем с ферритовым кольцом.

Замеряем индуктивность

15 микрогенри

Отдалим витки катушки друг от друга

Замеряем снова

Хм, также 15 микрогенри. Делаем вывод: расстояние от витка до витка  не играет никакой роли в катушке индуктивности тороидального исполнения.

Мотнем побольше витков. Было 3 витка, стало 9.

Замеряем

Офигеть! Увеличил количество витков  в 3 раза, а индуктивность увеличилась в 12 раз! Вывод: индуктивность меняется не прямолинейно виткам.

Если верить формулам для расчета индуктивностей, индуктивность зависит от «витков в квадрате». Эти формулы я здесь выкладывать не буду, потому как не вижу надобности. Скажу только, что индуктивность зависит еще от таких параметров, как сердечник (из какого материала он сделан), площадь поперечного сечения сердечника, длина катушки.

Обозначение на схемах

Последовательное и параллельное соединение катушек индуктивности


При последовательном соединении индуктивностей, их общая индуктивность будет равняться сумме индуктивностей.

А при параллельном соединении получаем вот так:

При соединении индуктивностей должно выполняться правило, чтобы они были пространственно разнесены на плате. Это связано с тем, что при близком расположении друг друга их магнитные поля будут влиять с друг другом, и поэтому показания индуктивностей будут неверны. Не ставьте на одну железную ось две и более тороидальных катушек.  Это может привести к неправильным показаниям общей индуктивности.

Резюме

Катушка индуктивности играет в электронике очень большую роль, особенно в приемопередающей аппаратуре. На катушках индуктивности строятся также различные фильтры для электронной радиоаппаратуры, а в электротехнике ее используют также в качестве ограничителя скачка силы тока.

Ребята из Паяльника забабахали очень неплохой видос про катушку индуктивности. Советую посмотреть в обязательном порядке:

Назначение и принцип действия

Специалисты задаются вопросом, зачем нужна токовая катушка индуктивности в цепи, и для этого необходимо разобраться в показателях. Коэффициент ЭДС (электродвижущая сила) показывает разницу между энергией и магнитным потоком. Устройства самоиндукции способны влиять на изменения в цепи. Чаще всего дроссели применяются в силовых установках. Они способны контролировать уровень напряжения, не допускают разрыва цепи.

Также компоненты устанавливаются на пару с конденсаторами либо резисторами. Благодаря работе катушки фильтры находятся в безопасности. Теперь вызывает интерес, как включается индукционная катушка. Принцип работы построен на изоляции проводников. В конструкции используется электрический каркас с различным сечением. За счёт намоток обеспечивается распределение ёмкости на дросселе.

Интересно! Витки наматываются с определенным шагом, многое зависит от типа катушки.

Определение величины напряжения

Свойства катушки индуктивности

Свойства катушки индуктивности:

  • Скорость изменения тока через катушку ограничена и определяется индуктивностью катушки.
  • Сопротивление (модуль импеданса) катушки растет с увеличением частоты текущего через неё тока.
  • Катушка индуктивности при протекании тока запасает энергию в своём магнитном поле. При отключении внешнего источника тока катушка отдаст запасенную энергию, стремясь поддержать величину тока в цепи. При этом напряжение на катушке нарастает, вплоть до пробоя изоляции или возникновения дуги на коммутирующем ключе.

Катушка индуктивности в электрической цепи для переменного тока имеет не только собственное омическое (активное) сопротивление, но и реактивное сопротивление переменному току, нарастающее при увеличении частоты, поскольку при изменении тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая этому изменению.

Катушка индуктивности обладает реактивным сопротивлением, модуль которого XL=ωL{\displaystyle X_{L}=\omega L}, где L{\displaystyle L} — индуктивность катушки, ω{\displaystyle \omega } — циклическая частота протекающего тока. Соответственно, чем больше частота тока, протекающего через катушку, тем больше её сопротивление.

Катушка с током запасает энергию в магнитном поле, равную работе, которую необходимо совершить для установления текущего тока I{\displaystyle I}. {2}{\mbox{.}}}

При изменении тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, значение которой:

ε=−LdIdt.{\displaystyle \varepsilon =-L{dI \over dt}{\mbox{.}}}

Для идеальной катушки индуктивности (не имеющей паразитных параметров) ЭДС самоиндукции равна по модулю и противоположна по знаку напряжению на концах катушки:

|ε|=−ε=U.{\displaystyle |\varepsilon |=-\varepsilon =U{\mbox{.}}}

При замыкании катушки с током на резистор происходит переходной процесс, при котором ток в цепи экспоненциально уменьшается в соответствии с формулой:

I=Iexp(−tT),{\displaystyle I=I_{0}exp(-t/T){\mbox{,}}}

где : I{\displaystyle I} — ток в катушке,

I{\displaystyle I_{0}} — начальный ток катушки,
t{\displaystyle t} — текущее время,
T{\displaystyle T} — постоянная времени.

Постоянная времени выражается формулой:

T=L(R+Ri),{\displaystyle T=L/(R+R_{i}){\mbox{,}}}

где R{\displaystyle R} — сопротивление резистора,

Ri{\displaystyle R_{i}} — омическое сопротивление катушки.

При закорачивании катушки с током процесс характеризуется собственной постоянной времени Ti{\displaystyle T_{i}} катушки:

Ti=LRi.{\displaystyle T_{i}=L/R_{i}{\mbox{.}}}

При стремлении Ri{\displaystyle R_{i}} к нулю, постоянная времени стремится к бесконечности, именно поэтому в сверхпроводящих контурах ток течёт «вечно».

В цепи синусоидального тока, ток в катушке по фазе отстаёт от фазы напряжения на ней на π/2.

Явление самоиндукции аналогично проявлению инертности тел в механике, если аналогом индуктивности принять массу, тока — скорость, напряжения — силу, то многие формулы механики и поведения индуктивности в цепи принимают похожий вид:

F =mdvdt{\displaystyle F\ =m{dv \over dt}} |ε|=LdIdt{\displaystyle |\varepsilon |=L{dI \over dt}},

где

F {\displaystyle F\ } |ε|{\displaystyle |\varepsilon |} U {\displaystyle U\ } ; m {\displaystyle m\ } L {\displaystyle L\ } ; dv {\displaystyle dv\ } dI {\displaystyle dI\ }
Ecoxp=12LI2{\displaystyle E_{\mathrm {coxp} }={1 \over 2}LI^{2}} Ekinet=12mv2{\displaystyle E_{\mathrm {kinet} }={1 \over 2}mv^{2}}

Типы катушек индуктивности

Катушки индуктивности делятся в основном на два класса: с магнитным и немагнитным сердечником. Снизу на фото катушка с немагнитным сердечником.

Но где у нее сердечник? Воздух – это немагнитный сердечник :-). Такие катушки также могут быть намотаны на какой-нибудь цилиндрической бумажной трубочке. Индуктивность катушек с немагнитным сердечником используется, когда индуктивность не превышает 5 миллигенри.

А вот катушки индуктивности с сердечником:

В основном используют сердечники из феррита и железных пластин. Сердечники повышают индуктивность катушек в разы. Сердечники в виде кольца (тороидальные) позволяют получить большую индуктивность, нежели просто сердечники из цилиндра.

Для катушек средней индуктивности используются ферритовые сердечники:

Катушки с большой индуктивностью делают как трансформатор с железным сердечником, но с одной обмоткой, в отличие от трансформатора.

Катушка индуктивности

От чего зависит индуктивность

Катушкой индуктивности является компонент, состоящий из проводника, намотанного на сердечник, содержащий железо, либо без сердечника. Прибор мультиметр, или LC-метр, ответит на вопрос, как измерить индуктивность катушки. Этим прибором, в основном, пользуются радиолюбители.


Катушки индуктивности в виде тора и цилиндра

К исключительным классам катушек индуктивности относятся дроссели. Дроссель –это такая катушка, целью которой выступает создание в цепи огромного противодействия для переменного тока с целью подавления высокочастотных токов. Постоянный ток через такой дроссель проходит, не встречая препятствия.

При выборе конкретной катушки индуктивности необходимо обратить внимание на некоторые важные параметры, влияющие на работу компонента:

  1. Необходимый показатель индуктивности;
  2. Предельный ток, на который рассчитан компонент;
  3. Допустимый разброс характеристики катушки;
  4. Отклонение параметра при колебании температуры;
  5. Устойчивость характеристики катушки;
  6. Активное сопротивление провода обмотки катушки;
  7. Добротность компонента;
  8. Диапазон частот, при которых катушка работает без потерь.

Свое применение катушки индуктивности нашли, как в аналоговой, так и цифровой схемотехнике. Конструкция, собранная на катушках индуктивности и конденсаторах, именуемая колебательным контуром, способна усиливать или вырезать колебания определенной частоты. Использование дросселей в каскадах блоков питания позволяет устранить остатки помех и шумы. Построение таких компонентов, как трансформатор, полностью обязано физическим особенностям катушки индуктивности. Также катушки индуктивности подразделяются на компоненты с постоянным показателем индуктивности и катушки с переменным показателем индуктивности. Телефонные аппараты, сглаживающие фильтры, цепи высоких частот имеют в своем составе катушки с постоянным значением индуктивности. В свою очередь, резонансные цепи ВЧ и ВЧ тракты приемных устройств в своем составе имеют катушки с переменным значением индуктивности.

Предоставленный материал в полной мере объясняет физические явления: индукция, магнитный поток и индуктивность. В статье рассмотрены разные виды катушек индуктивности, принципы их построения и особенности применения.

Tags: ампер, бра, вид, выбор, диаграмма, е, емкость, знак, как, компьютер, конденсатор, контур, кт, лс, магнит, магнитный, мощность, мультиметр, напряжение, номинал, переменный, постоянный, принцип, провод, пуск, р, работа, размер, расчет, резистор, резонанс, ремонт, ряд, свет, сопротивление, средство, срок, тип, ток, трансформатор, ук, установка, фильтр, фото, эффект

Устройство для намотки катушки индуктивности своими руками. Изготовление дросселя, дросселя своими руками, своими руками, своими руками. Проект, расчет. Применение, схемы. Корпус улитки

Расчет и изготовление индуктора, дросселя. Типовые электронные схемы с дросселями. Как сделать индуктор своими руками (10+)

Дроссель, дроссель – Проектирование, изготовление, применение

Изготовление дросселя

Сначала определимся с материалом магнитопровода (сердечника). Если частота больше 10 кГц, то используем ферриты, если меньше 3 кГц, то железо, если между этими значениями, то решаем исходя из конкретных условий.

Дроссели изготавливаются с зазором в сердечнике. Правильная толщина зазора в сочетании с правильным количеством витков обеспечивает желаемые параметры дросселя.

Вот подборка материалов для вас:

Реактивное сопротивление дросселя

Идеальная катушка индуктивности не имеет классического омического сопротивления, сопротивление катушки индуктивности постоянному току равно нулю. Но если к индуктору приложить переменное напряжение, то за счет периодического накопления энергии в магнитном поле и последующего ее возврата в цепи будет протекать конечный ток.

Причем ток через дроссель не зависит от напряжения в текущий момент, а зависит от истории изменения напряжения, то есть определяется примитивом зависимости напряжения от времени. Так, если на дроссель подать синусоидальное напряжение, то ток будет иметь вид минус косинус. Именно благодаря этому фазовому сдвигу тепловая энергия не рассеивается на идеальном индукторе.

На реальных индукторах и в цепях вокруг них тепловая энергия, естественно, рассеивается, так как все они имеют ненулевое омическое сопротивление. Вот где сила рассеивается.

Если мы рассмотрим синусоидальное напряжение и оперируем действующими значениями напряжения и тока, то мы можем написать формулу, напоминающую закон Ома для резисторов. [ Эффективный ток через дроссель ] = [ Фактическое напряжение на дросселе ] / [ Z ], где [ Z ] = (2 * PI * [ Частота напряжения ] * [ Индуктивность дросселя ]). Эта формула полезна при расчете индуктивных делителей переменного напряжения и фильтров верхних и нижних частот.

Особенности применения дросселей в цепях

Дроссели могут быть соединены последовательно и параллельно.

[ Индуктивность последовательно соединенных дросселей ] = +

[ Индуктивность параллельно соединенных дросселей ] = 1 / (1 / [ Индуктивность первого дросселя ] + 1 / [ Индуктивность второго дросселя ])

На рисунке показаны типовые схемы на катушках индуктивности. (A) – Индуктивный делитель переменного напряжения. [ Нижнее напряжение дроссельной заслонки ] = [ Входное напряжение ] * / ([ индуктивность нижнего дросселя ] + [ индуктивность верхнего дросселя ]) (B) – Фильтр верхних частот. (B) – Фильтр нижних частот.

К сожалению, в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спрашивайте!
Задать вопрос. Обсуждение статьи. сообщения.

А что такое Е в первой формуле, это как раз и получается огромное количество индуктивности. В первой формуле правдоподобно, если индуктивность выражена в микрогенри. Если я правильно понимаю, то, например, Е-3 означает 0,001?


Каждый любитель делать электронные устройства и не раз сталкивался с необходимостью намотать дроссель или дроссель. На схемах, конечно, указывают количество витков катушки и каким проводом, но что делать, если указанного диаметра провода нет в наличии, а он намного толще или тоньше??

Я покажу вам, как это сделать, на моем примере.
Я хотел сделать эту диаграмму. Намоточные данные катушек на схеме указаны (6 витков провода 0,4 на каркасе 2мм), эти данные намотки соответствуют 47nH-nano Henry, все бы ничего, но у меня был провод 0,6мм. Я нашел помощь в программе Coil32.

Открываем программу

В самом низу мы видим, что в программе можно рассчитать почти любой виток. Стоит только выбрать нужную из списка, выбрать (однослойная катушка виток в виток)

Заходим в настройки и нажимаем Options

В появившемся окне выбираем nH

Возвращаемся к нашей схеме, например, я не сказал вам, что такое индуктивность катушек и вы есть только данные обмоток, как теперь узнать какая у них индуктивность??

Для этого вставляем в окна известные нам данные этих катушек, подбираем длину намотки до совпадения расчетов с нашими данными.

И так расчеты показали что длина намотки 3.1мм при 6 витках провода 0.4, на оправке 2мм. индуктивность 47 нГн.
Теперь устанавливаем диаметр нашей проволоки 0,6 мм.

Но теперь индуктивность маленькая, поэтому начинаем увеличивать например длину обмотки, получилось 5.5мм

Вот и все, катушка готова.

А вот если, например, у вас уже вытравлены платы, а размер контактов для катушки остался прежним, то есть для катушки с длиной намотки 3мм, а получится 5,5мм (гораздо больше и припаять 3 такие катушки рядом будет проблематично)

Значит надо уменьшить нашу катушку, поставить в окошке диаметр рамки не 2мм, а 4мм. А наша катушка с проводом 0,6мм уменьшится в длину с 5,5мм до 3мм и количество витков 3,5, +/- 1-2 нГн большой роли не сыграет, а вот наши индуктивности мы спокойно впаиваем.

На этом все, надеюсь моя статья вам поможет. В этой программе вы можете рассчитать разные катушки, выберите из списка ту, которая вам нужна и у вас все получится.

Индуктор – винтовая, спиралевидная или винтовая катушка из скрученного изолированного проводника, имеющего значительную индуктивность при относительно небольшой емкости и малом активном сопротивлении. В результате при протекании по катушке переменного электрического тока наблюдается ее значительная инерционность.

Для увеличения индуктивности применяют сердечники из ферромагнитных материалов: электротехнической стали, пермаллоя, флюкстрола, карбонильного железа, ферритов. Сердечники применяют также для изменения индуктивности катушек в небольших пределах.

Существуют также катушки, проводники которых реализованы на печатной плате.

Индуктор в электрической цепи хорошо проводит постоянный ток и в то же время сопротивляется переменному току, так как при изменении тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая этому изменению.

Основным параметром катушки индуктивности является ее индуктивность , которая определяет, какой поток магнитного поля будет создавать катушка при протекании через нее тока в 1 ампер. Типичные значения индуктивностей катушек от десятых долей мкГн до десятков Гн.

Потери в проводах вызван тремя причинами:

· Обмоточные провода имеют омическое (активное) сопротивление.

· Сопротивление провода обмотки увеличивается с увеличением частоты из-за скин-эффекта. Суть эффекта заключается в вытеснении тока в поверхностные слои провода. В результате полезное сечение проводника уменьшается, а сопротивление увеличивается.

· В проводах обмотки, скрученных в спираль, проявляется эффект близости, суть которого заключается в смещении тока под действием вихревых токов и магнитного поля к периферии обмотки. В результате сечение, по которому протекает ток, приобретает серповидную форму, что приводит к дополнительному увеличению сопротивления провода.

Диэлектрические потери (изоляция проводов и каркас катушки) можно разделить на две категории:

· Потери из диэлектрика межвиткового конденсатора (межвитковые утечки и другие потери, характерные для диэлектриков конденсаторов).

· Потери из-за магнитных свойств диэлектрика (эти потери аналогичны потерям в сердечнике).

В общем случае видно, что для современных катушек общего назначения потери в диэлектрике чаще всего ничтожны.

Потери в сердечнике представляют собой сумму потерь на вихревые токи, потерь на гистерезис и начальных потерь.

Потери на вихревые токи . Ток, протекающий по проводнику, наводит ЭДС в окружающих его проводниках, например в сердечнике, экране и в проводах соседних витков. Возникающие вихревые токи становятся источником потерь из-за сопротивления проводников.

Разновидности катушек индуктивности

Катушки индуктивности . Эти катушки используются вместе с конденсаторами для формирования резонансных цепей. Они должны обладать высокой стабильностью, точностью и добротностью.

Катушки связи . Такие катушки используются для обеспечения индуктивной связи между отдельными цепями и каскадами. Такое соединение позволяет разделить цепи базы и коллектора по постоянному току и т. д. К таким катушкам не предъявляется жестких требований по добротности и точности, поэтому их изготавливают из тонкого провода в виде двух обмоток небольших размеров . Основными параметрами этих катушек являются индуктивность и коэффициент связи.

Вариометры. Это катушки, индуктивность которых можно менять в процессе работы для перестройки колебательных контуров. Они состоят из двух катушек, соединенных последовательно. Одна из катушек неподвижна (статор), другая расположена внутри первой и вращается (ротор). При изменении положения ротора относительно статора изменяется величина взаимной индуктивности, а, следовательно, и индуктивность вариометра. Такая система позволяет изменять индуктивность в 4–5 раз. В ферровариометрах изменение индуктивности происходит за счет перемещения ферромагнитного сердечника.

Дроссели . Это индукторы с высоким сопротивлением переменному току и низким сопротивлением постоянному току. Применяются в силовых цепях радиотехнических устройств в качестве фильтрующего элемента. Для силовых сетей частотой 50-60 Гц изготавливают на сердечниках из трансформаторной стали. На более высоких частотах также используются пермаллоевые или ферритовые сердечники. Особым видом дросселей являются шумоподавляющие ферритовые бочки (бусины) на проводах.

Двойные дроссели в силовых фильтрах используются две катушки индуктивности со встречной обмоткой. За счет встречной обмотки и взаимной индукции они более эффективны для фильтрации синфазных помех при тех же габаритах. Двойные дроссели широко используются в качестве входных фильтров источников питания; в дифференциальных фильтрах сигналов цифровых линий, а также в аудиотехнике. Те. предназначены как для защиты источников питания от попадания в них наведенных высокочастотных сигналов, так и для исключения засорения сети электропитания электромагнитными помехами. На низких частотах используется в фильтрах электропитания и обычно имеет ферромагнитный (из трансформаторной стали) или ферритовый сердечник.

Применение катушек индуктивности

· Катушки индуктивности (вместе с конденсаторами и/или резисторами) используются для создания различных схем с частотно-зависимыми свойствами, таких как фильтры, цепи обратной связи, колебательные цепи и т. д.

· Катушки индуктивности используются в импульсных регуляторах как элемент, накапливающий энергию и преобразующий уровни напряжения.

· Две или более индуктивно связанных катушек образуют трансформатор.

· Дроссель, питаемый импульсным током от транзисторного ключа, иногда используется как источник высокого напряжения малой мощности в слаботочных цепях, когда создание отдельного высокого питающего напряжения в источнике питания невозможно или экономически нецелесообразно. При этом на катушке возникают скачки высокого напряжения за счет самоиндукции, которую можно использовать в схеме, например, выпрямлением и сглаживанием.

· Катушки также используются в качестве электромагнитов.

· Катушки используются в качестве источника энергии для возбуждения индуктивно-связанной плазмы.

· Для радиосвязи – излучение и прием электромагнитных волн (магнитная антенна, кольцевая антенна).

o Рамочная антенна

o DDRR

o Индукционная петля

· Для нагрева электропроводящих материалов в индукционных печах.

· Как датчик перемещения: изменение индуктивности катушки можно варьировать в широких пределах перемещением (вытягиванием) сердечника.

· Индуктор используется в индуктивных датчиках магнитного поля. Индукционные магнитометры были разработаны и широко использовались во время Второй мировой войны.

Разработанные на нашем предприятии экономичные методы намотки:

Позволяют снять ограничения по диапазонам прикладываемых напряжений, токов и температур. Уменьшить сечение проволоки, стоимость и массу мотков при тех же условиях эксплуатации. Или позволяют увеличить напряжения, токи и рабочие температуры при том же сечении провода.

Наши многолетние исследования показали, что наиболее эффективным способом охлаждения является воздушное. Применение дополнительных видов изоляции иногда нежелательно и ухудшает свойства обмоток. Вместо изоляции используем разделение обмотки на секции. Мы стремимся увеличить площадь контакта провода с мощными воздушными потоками.

1. Раздельная обмотка .

Лучшая альтернатива дополнительной изоляции. Обмотка делится на любое количество секций, соединенных последовательно. Потенциал между секциями делится на количество секций. Потенциал между слоями делится на количество секций, умноженное на количество слоев. Потенциал между соседними витками в одном слое делится на количество секций, умноженное на количество слоев и количество витков в слое. Таким образом, любое опасное напряжение пробоя может быть сведено к электрозащитным показателям обычного эмалированного провода без применения специальных электроизоляционных мероприятий. Чем больше отдельных секций, тем лучше можно организовать охлаждение.

2. Бесконтактная обмотка.

Витки обмотки подвешены в воздухе на специальных растяжках. Они не имеют механического, электрического и теплового контакта ни с какими другими материалами катушки, ни с каркасом, ни с корпусом, ни с электроизоляцией. Наиболее эффективное воздушное охлаждение, тепло- и электроизоляция.

3. Корпус в форме улитки.

Мы считаем воздух наиболее эффективным способом охлаждения обмоток. Использование такого корпуса с вентиляторами и просчетом аэродинамических характеристик дает значительные преимущества.

4. Двухполупериодная обмотка.

Все новое – это хорошо забытое старое. Разделение обмотки на два плеча и включение через диодный мост дает попеременное включение плеч с частотой сети. В один полупериод работает одно плечо, другое отдыхает. Это позволяет использовать обмотки меньшего сечения. Двухполупериодная обмотка особенно актуальна там, где требуется разместить очень мощную обмотку с таким толстым проводом малых габаритов, что его невозможно согнуть под нужными углами без повреждений. Или промышленность таких толстых шин не выпускает, и таким образом можно перейти на меньшее сечение.

5. Обмотка трубопровода.

Для работы при особо высоких температурах. В качестве провода используют медную трубу, циркулирующую жидкость, насосы, теплообменники, охладители, баки.

6. Наполнение компаундами с примесями на основе нитрида бора и др. для повышения теплопроводности компаунда. Или виброустойчивая растяжка с использованием специальных техпластин. Применяется в сложных виброударных режимах работы.

Наши специалисты разработают наиболее эффективный способ решения Ваших задач. Мы будем рады сотрудничать с вами.

Ждем ваших заказов.

Что вы представляете под словом “катушка”? Ну… это наверное какая-то “фиговинка” на которой нитки, леска, веревка, да что угодно! Катушка индуктивности точно такая же, только вместо нитки, лески или еще чего там в изоляции намотан обычный медный провод.

Изоляция может быть выполнена из прозрачного лака, изоляции из ПВХ и даже из ткани. Тут фишка такая, что хотя провода в дросселе очень плотно друг к другу, но все равно изолированы друг от друга . Если вы наматываете катушки индуктивности своими руками, ни в коем случае не пытайтесь взять обычный оголенный медный провод!

Индуктивность

Любая катушка индуктивности имеет индуктивность . Индуктивность катушки измеряется в Henry (GN), обозначается буквой L и измеряется LC-метром.

Что такое индуктивность? Если через провод пропустить электрический ток, он создаст вокруг себя магнитное поле:

, где

Б – магнитное поле, Вб

И-

А давайте возьмем и намотаем этот провод в спираль и подадим на его концы напряжение


И получим такую ​​картину с линиями магнитного поля:


Грубо говоря, чем больше силовые линии пересекают площадь этого соленоида, в нашем случае площадь цилиндра, тем больше будет магнитный поток. (Ж) . Поскольку по катушке протекает электрический ток, значит, через нее проходит ток с силой тока (I) а коэффициент между магнитным потоком и силой тока называется индуктивностью и рассчитывается по формуле:

С научной точки зрения индуктивность – это способность извлекать энергию из источника электрического тока и сохранить его в виде магнитного поля. Если ток в катушке увеличивается, магнитное поле вокруг катушки расширяется, а если ток уменьшается, то магнитное поле сжимается.

самоиндукция

Катушка индуктивности также имеет очень интересное свойство. При подаче на катушку постоянного напряжения в катушке на короткое время появляется противоположное напряжение.

Это противоположное напряжение называется ЭДС самоиндукции. Это зависит от значения индуктивности катушки. Следовательно, в момент подачи напряжения на катушку сила тока плавно изменяет свое значение от 0 до определенного значения в течение долей секунд, потому что напряжение в момент подачи электрического тока также меняет свое значение от нуля до устойчивого значения. По закону Ома:


where

I – current in the coil, A

U – voltage in the coil, V

R – coil resistance, Ohm

As we can see from the formula , напряжение изменяется от нуля до напряжения, подаваемого на катушку, поэтому и ток будет изменяться от нуля до некоторого значения. Сопротивление катушки для постоянного тока также постоянно.

И второе явление в индукторе заключается в том, что если мы разомкнем цепь индуктор – источник тока, то наша ЭДС самоиндукции добавится к напряжению, которое мы уже приложили к катушке.

То есть, как только мы разорвем цепь, напряжение на катушке в этот момент может быть во много раз больше, чем было до размыкания цепи, и ток в цепи катушки будет спокойно падать, так как само- ЭДС индукции будет поддерживать уменьшающееся напряжение.

Сделаем первые выводы о работе дросселя при подаче на него постоянного тока. При подаче электрического тока на катушку сила тока будет постепенно увеличиваться, а при снятии электрического тока с катушки сила тока будет плавно уменьшаться до нуля. Короче говоря, ток в катушке не может измениться мгновенно.

Типы катушек индуктивности

Катушки индуктивности делятся в основном на два класса: с магнитным и немагнитным сердечником . Ниже на фото катушка с немагнитным сердечником.

Но где ее сердце? Воздух – немагнитное ядро ​​:-). Такие катушки также можно намотать на какую-нибудь цилиндрическую бумажную трубку. Индуктивность немагнитного сердечника используется, когда индуктивность не превышает 5 мГн.

А вот сердечники дросселей:


В основном используют сердечники из ферритовых и железных пластин. Сердечники увеличивают индуктивность катушек в разы. Сердечники в форме кольца (тороидальные) позволяют получить большую индуктивность, чем просто сердечники из цилиндра.

Ферритовые сердечники применяют для катушек средней индуктивности:


Катушки с большой индуктивностью изготавливают по типу трансформатора с железным сердечником, но с одной обмоткой, в отличие от трансформатора.


Дроссели

Существуют также специальные катушки индуктивности. Это так называемые. Дроссель — это индуктор, работа которого заключается в создании высокого сопротивления переменному току в цепи для подавления высокочастотных токов.

Постоянный ток проходит через индуктор без проблем. Почему так происходит, вы можете прочитать в этой статье. Обычно дроссели включают в цепи питания усилительных устройств. Дроссели предназначены для защиты источников питания от попадания в них высокочастотных сигналов (ВЧ-сигналов). На низких частотах (НЧ) используются в силовых цепях и обычно имеют металлические или ферритовые сердечники. Ниже на фото силовые дроссели:


Также есть еще один особый вид дросселей – этот. Он состоит из двух катушек индуктивности, намотанных встречно. За счет встречной обмотки и взаимной индукции он более эффективен. Двойные дроссели широко используются в качестве входных фильтров для блоков питания, а также в аудиотехнике.


Опыты с катушкой

От каких факторов зависит индуктивность катушки? Давайте проведем несколько экспериментов. Я намотал катушку с немагнитным сердечником. Его индуктивность настолько мала, что у меня LC-метр показывает ноль.


Имеет ферритовый сердечник


Начинаю вставлять катушку в сердечник до самого края


LC-метр показывает 21 мкГн.

Катушку ввожу в середину феррита


35 микрогенри. Уже лучше.

Продолжаю вставлять катушку на правый край феррита


20 микрогенри. Делаем вывод , что наибольшая индуктивность цилиндрического феррита приходится на его середину. Поэтому, если мотаете на цилиндр, старайтесь мотать его посередине феррита. Это свойство используется для плавного изменения индуктивности в переменных индукторах:

где

1 – каркас катушки

2 витка катушки

3 – стержень с пазом сверху под маленькую отвертку. Вкручивая или выкручивая сердечник, мы тем самым изменяем индуктивность катушки.


Индуктивность стала почти 50 микрогенри!

А попробуем выпрямить витки вокруг феррита


13 микрогенри. Делаем вывод: для максимальной индуктивности катушка должна быть намотана «виток в виток».

Уменьшите количество витков катушки вдвое. Было 24 витка, стало 12.


Очень маленькая индуктивность. Количество витков я уменьшил в 2 раза, индуктивность уменьшилась в 10 раз. Вывод: чем меньше число витков, тем меньше индуктивность и наоборот. Индуктивность не изменяется по прямой к виткам.

Давайте поэкспериментируем с ферритовым кольцом.


Измеряем индуктивность


15 мкГн

Отделить витки катушки друг от друга


Измеряем еще раз


Хм, тоже 15 мкГн. Делаем вывод: межвитковое расстояние не играет роли в тороидальном индукторе.

Наматываем больше витков. Было 3 хода, стало 9.


Меряем


Ого! Количество витков я увеличил в 3 раза, а индуктивность увеличила в 12 раз! Вывод: индуктивность не изменяется по прямой линии между витками.

Если верить формулам расчета индуктивностей, то индуктивность зависит от “витков в квадрате”. Я не буду выкладывать здесь эти формулы, так как не вижу необходимости. Скажу лишь, что индуктивность зависит еще и от таких параметров, как сердечник (из какого материала он сделан), площадь поперечного сечения сердечника, длина катушки.

Обозначение на схемах


Последовательное и параллельное соединение катушек

При последовательном соединении катушек индуктивности их суммарная индуктивность будет равна сумме индуктивностей.


И при параллельном соединении получаем так:


При соединении индуктивностей правилом является их разнесение на плате. Это связано с тем, что если они будут находиться близко друг к другу, то их магнитные поля будут влиять друг на друга, и поэтому показания индуктивностей будут неверными. Не ставьте две и более тороидальных катушки на одну железную ось. Это может привести к неверным показаниям общей индуктивности.

Резюме

Катушка индуктивности играет очень важную роль в электронике, особенно в приемопередающем оборудовании. На катушках индуктивности строят и различную электронную радиоаппаратуру, а в электротехнике она применяется и как ограничитель перенапряжения тока.

Ребята из Паяльника сделали очень хорошее видео про индуктор. Советую глянуть:

Как наматывают катушки индуктивности?


Катушка индуктивности — одна из цепей в цепи радиоустройств. Применяется в производстве микроволновых печей, трансформаторов для автономных подстанций, приемо-передающей аппаратуры и других видов электрооборудования.

Принцип действия индуктора

При подаче электричества на индуктор ток будет постепенно увеличиваться. Когда энергия перестанет поступать, напряжение в катушке резко возрастет, а затем начнет постепенно ослабевать. Ток в цепи не может измениться мгновенно. На этом основан первый закон коммутации.

Катушки индуктивности с магнитным сердечником различаются: обычно это ферритовые или железные пластины или кольцевые сердечники, которые считаются наиболее эффективными проводниками тока. Катушки с немагнитным сердечником представляют собой конструкции, полые внутри, то есть без сердечника.

Материалы для создания катушки

  1. Провода с медной изоляцией различных сечений;
  2. пластиковый цилиндр;
  3. Малая стальная пластина;
  4. Микрометр;
  5. Линейка;
  6. Картон или органическое стекло;
  7. Специальная машина для намотки проводов на катушку (при наличии, но можно обойтись и без нее).

Как намотать дроссель

При намотке дросселя в домашних условиях не используйте обычный медный провод, берите только изолированный провод, иначе весь процесс просто потеряет смысл.

  1. Определите назначение катушки.
    • Если вам нужна низкочастотная катушка, то используйте для этого стальной пластинчатый сердечник. Для высокочастотного устройства сердечник не нужен.
  2. Для обмотки используйте изолированный медный провод, желательно с эмалевой изоляцией (в узкополосных фильтрах используется многожильный провод – он состоит из нескольких скрученных вместе проводов).
  3. С помощью микрометра определите диаметр провода, который нужно намотать на катушку.
    • Если у вас нет этого приспособления, то узнать необходимый размер можно следующим образом: намотайте на карандаш несколько десятков витков провода и линейкой измерьте длину намотки. Затем разделите полученное число на количество сделанных вами витков. Таким образом, вы получите необходимый размер диаметра.
  4. Сделать основу для катушки.
    • Это можно сделать из картона, органического стекла, свернутого в рулон пленки.
  5. Намотайте провод на катушку.

Это действие можно выполнить вручную или на специальной машине. Наматывать провод нужно по принципу «виток в виток». Чем больше витков вы сделаете, тем выше будут индуктивные свойства в катушке.

Теперь вы знаете, как наматываются катушки индуктивности, и можете использовать это дома для ремонта или создания собственных электроприборов.

Как сделать индуктор своими руками за 4 простых шага

Если вам нравится возиться с электроникой, возможно, вы знаете, что такое индуктор. Если нет, то вы пришли в нужное место. Катушка индуктивности — это пассивный электронный компонент, который накапливает энергию и сопротивляется изменениям электрического тока, проходящего через него. Основная идея индукторов очень проста. Вам не нужно беспокоиться о попытках обмена технологиями, если вы не можете позволить себе сборный индуктор. Если вам интересно узнать, как сделать свой собственный индуктор для домашних проектов, продолжайте читать инструкции ниже.

Шаг 1: Сбор материалов

Первый шаг к изготовлению собственного индуктора — это приобретение необходимых материалов. Поскольку индуктор предназначен для хранения электрической энергии без изменений, вам понадобится провод, который может проводить электричество. Мы предлагаем эмалированный медный провод. Это может быть любой размер на ваш выбор. Кроме того, вам понадобятся острогубцы, пара кусачек и наждачная бумага или набор для пайки. Наконец, вам также понадобится цилиндрический объект, ширина которого приблизительно соответствует внутреннему диаметру катушки, которую вы хотите создать. Этим предметом может быть что угодно, от карандаша до сверла. Мы предлагаем найти сверло. Они просты в использовании и бывают разных размеров. Как только вы соберете все эти материалы, вы будете готовы приступить к изготовлению своего индуктора, пока вам нравится слушать Soundwire в фоновом режиме.

Шаг 2: Измерьте

Следующий шаг может быть пугающим для некоторых людей. Если вы заинтересованы в достижении определенного мкГн (микрогенри) от вашего индуктора, вам нужно будет рассчитать, какой длины должна быть катушка, чтобы достичь этой конкретной индуктивности. Это может быть сделано с немного математики и много терпения. В Интернете доступно несколько уравнений, поэтому узнайте, какое из них подходит для ваших целей. После того, как вы это сделаете, вам нужно будет отрезать провод примерно до необходимой длины, оставив немного дополнительного места на потом. После того, как провод был обрезан, пришло время намотать индуктор.

Шаг 3: Катушка

Чтобы начать наматывать индуктор, возьмите сверло (или другой цилиндрический предмет) и зажмите его между большим и указательным пальцами. Другой рукой скрестите проволоку и сверло так, чтобы они образовывали крест, при этом большая часть проволоки находилась с одной стороны. Просто не забудьте положить свои часы LG в другое место, чтобы они были в безопасности, пока вы делаете это. Затем осторожно прижмите обе стороны проволоки вниз, чтобы они согнулись по бокам сверла. Затем вы можете взять плоскогубцы с тонкими губками или своими пальцами начать закручивать лишнюю проволоку вокруг сверла. Не забудьте оставить по 3 см свободного места на каждом конце катушки. Витки должны быть плотно прижаты друг к другу. Продолжайте этот процесс, пока не достигнете желаемой длины катушки. Как только вы закончите, вы можете использовать острогубцы, чтобы согнуть «ножки» (лишнюю проволоку на каждом конце катушки), чтобы они были параллельны друг другу. Наконец, вытащите сверло и осторожно держите катушку, чтобы перейти к последнему этапу изготовления катушки индуктивности для микрокомпьютера или любой другой электроники, которую вы создадите.

Обмотка катушки

К сожалению, не существует стандартных формул для достижения постоянной индуктивности катушки с собственной обмоткой, даже если вы используете комплект часов в штучной упаковке. Однако есть способ справиться с возвратной пружиной при самостоятельной намотке катушек. Использование клеевого пистолета может помочь при намотке. Затем, когда вы закончите, все, что вам нужно сделать, это снять засохший клей. Вы также можете связать кабель, чтобы дополнительно закрепить вещи, ожидая, пока клей высохнет. Это простой способ избежать разочарований при изготовлении собственного индуктора.

Шаг 4. Снимите изоляцию

После того, как вы смотали провод, вы готовы выполнить свою задачу. Чтобы катушка индуктивности работала должным образом, вам придется снять изоляцию с двух ветвей катушки. Провод покрыт медной эмалью. Однако для того, чтобы энергия достигала и проходила через катушку, вам нужно, чтобы обе ножки были настроены на индуктивность. Сделать это можно одним из двух способов: наждачной бумагой или пайкой. Наждачная бумага включает в себя тщательное бритье медной эмали на каждой ноге, пока не обнаружится незащищенный провод под ним. Это может занять много времени, как и некоторые приложения для набора номера Android. Тем не менее, это хороший вариант для тех, кто не имеет или не хочет использовать паяльник. Другим вариантом было бы расплавление медной эмали с помощью набора для пайки. Это хороший вариант для более опытных. Независимо от того, что вы выберете, на конце каждой ножки не должно быть эмалевого покрытия. Как только вы увидите серебряную проволоку под ним, вы готовы использовать самодельный индуктор с пользой.

Материалы для проекта

Если вам нужны материалы, не ищите дальше. Начать можно с мультиметра Digitec: подойдет DT-6830. В качестве сердечника попробуйте феррит манифер 196 размером 20 × 55 мм. Когда дело доходит до катушки, попробуйте медный провод диаметром 0,3 мм для достижения наилучших результатов. Вы можете использовать любой обычный клей, но не забудьте подключить мультиметр, пока будете соединять основные части. Вы можете, конечно, использовать любые материалы, которые пожелаете, но если вы ищете отправную точку, попробуйте эти решения. Они обязательно помогут подготовить ваш проект к легкому доступу к интеллектуальной сети.

Регулировка частоты передачи

Если вы успешно изготовили индукционную катушку, есть простой способ увеличить частоту передачи передатчика. Все, что вам нужно сделать, это увеличить расстояние между каждым витком катушки. Сделать это можно с помощью маленькой головки отвертки. Просто пошевелите им между промежутками, чтобы увеличить или уменьшить расстояние между ними. Это простой способ изменить частоту передачи с помощью катушки индуктивности, сделанной своими руками.

Создание самодельного индуктора может быть интересным и полезным, независимо от того, есть ли у вас степень магистра или нет. Ремонтируете ли вы старые часы или настраиваете тюнер, вам наверняка пригодится знание того, как сделать индуктор. Примените свои знания в реальном мире, создав свой собственный индуктор, и сообщите нам, как это работает! Просто не забывайте всегда принимать надлежащие меры предосторожности при работе с электроникой.

Фото с http://coil32.net/images/img/hlp/multilayer_inductor.jpg

Намотка катушек индуктивности своими руками | diyAudio

Джейсон
Пороховая обезьяна

#1