Котушка індуктивності

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Котушка індуктивності в імпульсному стабілізаторі напруги на материнській платі компьютера.
Котушка індуктивності в імпульсному стабілізаторі напруги на материнській платі компьютера.

Котушка індуктивності — звернутий у спіраль ізольований дріт, що має значну індуктивність при відносно малій електричній провідності та малому активному опорі. Така система здатна запасати енергію при протіканні електричного струму.

Індуктивність котушки залежить від числа витків, довжини та діаметра котушки, наявності та типу сердечника і наявності екрану. Сердечники із магнітодіелектричних матеріалів (карбонільне залізо, магнетит) та магнітної кераміки (ферит), підвищують величину індуктивності і дають можливість в певних межах регулювати її величину введенням та виведенням сердечника. Іноді як сердечник застосовують латунь. Введення металевого сердечника зменшує величину індуктивності. Наявність металевого екрану зменшує величину індуктивності,а екрани із магнітодіелектриків — збільшуює.

1. Розрахунок величини індуктивності для котушки з одношаровою намоткою:

L = 0,001 Dw2/(m/D)+0,44 [мкгн],

D — діаметр котушки, мм;

m — довжина котушки, мм;

w — кількість витків.

2. Індуктивність багатошарової котушки визначають за формулою:

L = 0,008 D2w2 / 3D+9m+10h [мкгн],

D — середній діаметр котушки, мм; D = Dзовн+Dвнутр/ 2

m — довжина котушки, мм;

w — кількість витків;

h — висота котушки, мм.

3. При використанні замкненого сердечника броньового типу індуктивність котушки дорівнює:

L = 0,4πw2μ~ * S/mc * 10-2 [мкгн],

S — переріз сердечника, см2;

mc — середня довжина силової лінії, см;

μ~ — динамічна магнітна проникність. Приблизно дорівнює проникності μ, що вимірюється при постійному струмі і може бути визначена з довідника залежно від матеріалу сердечника.

Добротність котушки. Добротність коливального контура визначається головним чином добротністю котушки індуктивності:

Q = wLk/rk , яка залежить від багатьох причин.

Частина енергії магнітного поля котушки індуктивності витрачається на нагрівання провідника, тому більшу добротність мають котушки, намотані спеціальним багатожильним проводом - літцендратом. Деяка частина магнітного потоку розсіюється, не замикаючись на витки котушки. Застосовуючи магнітні сердечники, цього можна уникнути і зменшити кількість витків, отже, підвищити її добротність. на добротність котушки впливає також матеріал каркаса. Найменші втрати енергії дають каркаси, виготовлені з матеріалу, що характеризується високими діелектричними властивостями, наприклад з високочастотної кераміки (радіофарфор, радіостеатит), високомолекулярних матеріалів (полістирол, преспорошки). Нижчу добротність мають котушки,намотані на дерев"яних каркасах, каркасах з гетинаксу, картону або текстоліту.

Власна ємність котушки. Між витками котушки індуктивності є деяка розподілена ємність. Із збільшенням числа витків зростає її власна ємність, і на певній частоті котушка являтиме собою коливальний контур. Найменшу власну ємність мають одношарові котушки із певним кроком намотки. Котушки з намоткою внапусток мають максимальну власну ємність. Спеціальні види багатошарової намотки, наприклад "універсал", значно зменшують власну ємність котушок. Меншу власну ємність мають також секціоновані котушки. Наявність власної ємності призводить до зменшення добротності котушки, скорочує діапазон перекриття контура по частоті, зменшує стабільність.

Для послаблення поверхневого ефекту обмотковий провід котушок вкривають тонким шаром срібла і намотують літцендратом.

Для послаблення взаємодії між котушками різних контурів їх екранують. Екрани зазвичай виготовляють із алюмінію. Металеві екрани, усуваючи зворотні зв'язки між контурами, погіршують їх властивості. Оскільки екран можна замінити еквівалентним короткозамкненим витком, то зрозуміло, що цей виток забирає з контура певну частину енергії, знижуючи тим самим його добротність. Крім того, екран підвищує власну ємність контура, обмежуючи діапазон частот, що перекриває контур. Металеві екрани зменшують також величину індуктивності котушок. Кращі властивості мають котушки, поміщені в екран із магнітодіелектрику або фериту.


[ред.] Зовнішні посилання

[ред.] Дивись також