Индуктивности
Основные понятия.
Индуктивность — это способность извлекать энергию из источника и сохранять ее в виде магнитного поля. Это свойство проводника, предотвращающее резкие изменения текущего через него тока. Например, если ток в катушке увеличивается, магнитное поле вокруг катушки расширяется. Если ток в катушке уменьшается, магнитное поле сжимается. Однако сжатие магнитного поля индуцирует в катушке напряжение, которое поддерживает ток. Таким образом, индуктивность позволяет энергии сохраняться в виде магнитного поля, зависящего от тока. Когда ток уменьшается, уменьшается и магнитное поле, возвращая в цепь запасенную энергию.
Правило:
ЭДС самоиндукции имеет такое направление, что в любой момент оно противодействует приложенному извне напряжению.
Закон электромагнитной индукции мы расматривали в статье о магнетизме Важно понимать, что по этому закону в проводнике возникает ЭДС самоиндукции. Ленц первый изучил это явление и сформулировал правило. При увеличении тока силовые магнитные линии как будто „выходят" из оси проводника и концентрическими окружностями распространяются наружу, а ЭДС самоиндукции имеет направление, противоположное увеличивающемуся току.
Эмилий Ленц
(1804-1865)
Российский физик и электротехник.
Один из основоположников руcской геофизики
При уменьшении тока силовые магнитные линии концентрическими окружностями возвращаются к оси проводника, а ЭДС самоиндукции имеет направление согласно уменьшающемуся току.
С помощью известных величин попробуем найти индуктивность. Магнитная индукция (В) создаваемая током, пропорциональна силе тока. Магнитный поток(Ф) пропорционален (В).
Значит
и можно утверждать, что
искомая индуктивность.
Подробнее
Единица, которой измеряется индуктивность называется генри (Гн). Она названа в честь американского физика Джозефа Генри.
Джозеф Генри
(1797-1878)
Американский физик.
Открыл самоиндукцию.
Установил колебательный характер
разряда конденсатора
Генри — это такая индуктивность, которая требуется для индуцирования электродвижущей силы в 1 вольт при изменении тока в проводнике со скоростью 1 ампер в секунду. Это большая единица, значительно чаще используются миллигенри (мГн) и микрогенри (мкГн).
1мГ= 1 миллигенри = 0,001Г
1мкГ=1 микрогенри = 0,000001Г
Катушки индуктивности.
В радиолюбительской и профессиональной практике широкое применение приобрели катушки индуктивности. Катушка индуктивности — это устройство, имеющее определенную индуктивность. Состоит из провода, намотанного на сердечник, и классифицируется по материалу сердечника. Сердечник катушки может быть либо магнитным, либо немагнитным.
Катушки могут иметь как постоянную, так и изменяемую индуктивность. Катушки с переменной индуктивностью содержат подстроечный сердечник. Максимальная индуктивность регистрируется, когда сердечник полностью введен в катушку.
Катушка индуктивности.
Безкаркасные катушки (без сердечника), используются в тех случаях, когда индуктивность не превышает 2-5 миллигенри. Они наматываются на керамические или композитные сердечники. Сердечники из феррита или порошкообразного железа используются для индуктивностей до 200 миллигенри. Тороидальные сердечники имеют кольцеобразную форму и позволяют получить высокую индуктивность при малых размерах. Магнитное поле сосредоточено внутри сердечника. Экранированные индуктивности заключены в корпус (экран), сделанный из магнитного материала для защиты их от влияния внешних полей.
Условное обозначение катушек.
|
|
|
|
Обозначение |
Реальный вид |
Дополнительные символы
Основные размеры катушек.
В однослойной катушке диаметр D представляет собой диаметр окружности, образуемой осевой линией активного сечения провода. На высоких частотах этот диаметр принимают равным внутреннему диаметру витков (диаметр каркаса или d1).
Длина катушки l является расстоянием между осевыми линиями крайних витков. Обычно d0- диаметр провода в изоляции. Шаг намотки τ- расстояние между осевыми линиями смежных витков. Из-за неплотности, для расчетов вводится поправочный коэффициент. α - коэффициент неплотности. Он помогает найти длину l катушки с намотанным проводом.Значения коэффициента смотрим в табличке.
Значения размеров многослойной катушки определяются величиной наружного диаметра D, внутреннего D0. Радиальной глубиной t и длиной намотки l. Dср - средний диаметр катушки. N - число витков.
Все размеры выражаются в миллиметрах.
более точно 
Типы намоток катушек.
|
|
Применяемые виды намотки можно разделить на однослойные и многослойные. При однослойной намотке витки располагаются на цилиндрической поверхности каркаса в один слой. При плотном расположении витков, получается сплошная однослойная намотка. При некотором расстоянии витков друг от друга - намотка с "шагом". Многослойные намотки могут быть разделены на простые и сложные. К простым относятся рядовая (витки на каркас укладываются правильными рядами) и "внавал" (мотаются без определенной закономерности). К сложным многослойным намоткам можно отнести универсальные, секционированные и пирамидальные. При универсалной намотке витки не располагаются параллельно друг к другу, а идут попеременно от одного края к другому, пересекаясь под некоторым углом. такое расположение дает катушке высокую механическую прочность без специальных каркасов. Повторяемость процесса однослойных и многослойных намоток определяется витками. Виток - угол намотки провода вокруг оси катушки. Повторяемость процесса намотки универсальных катушек характеризуется циклом. он соответствует такому углу намотки провода вокруг оси катушки, за который провод возвращается в свое исходное положение на край катушки. Так как витки располагаются параллельно друг другу, то каждый последующий виток не может точно возратиться в свое исходное положение, а приходит в него или несколько позже, или несколько раньше. Пирамидальная намотка отличается малой собственной емкостью. Объясняется это тем, что в данной намотке смежными являются витки с наибольшей разностью потенциалов 9между ними). Выполняется с любым числом слоев. Чаще используется двухслойная намотка (для прочности). |
Далее материалы по теме
Характеристики и маркировка индуктивностей
