Induktorok

Az induktorok lehetővé teszik az elektromos energia tárolását mágneses térben. Tipikus alkalmazások a simítószűrők és a különféle szelektív áramkörök.

Az induktív tekercsek elektromos jellemzőit kialakításuk, a mágneses mag anyagának és konfigurációjának tulajdonságai, a tekercsfordulatok száma határozza meg.

Az alábbiakban felsoroljuk azokat a fő szempontokat, amelyeket figyelembe kell venni az induktor kiválasztásakor:

a) a szükséges induktivitás értéke (H, mH, mkГ-n. nHn),

b) maximális tekercsáram. A nagy áramerősség nagyon veszélyes a túlmelegedés miatt, amely károsítja a tekercsek szigetelését. Ezenkívül, ha az áram túl nagy, a mágneses áramkör telítődhet a mágneses fluxussal, ami az induktivitás jelentős csökkenéséhez vezet,

c) az induktivitás pontossága,

d) hőmérsékleti induktivitási együttható,

e) az induktivitás külső tényezőktől való függése által meghatározott stabilitás,

f) a tekercshuzal aktív ellenállása,

g) A tekercs Q-tényezője. Általában a működési frekvencián az induktív és az aktív ellenállás arányaként határozzák meg,

h) a tekercs frekvenciatartománya.

Jelenleg RF induktorokat gyártanak fix frekvencia értékekhez 1 μH és 10 mH közötti induktivitással. A rezonáns áramkörök hangolásához kívánatos, hogy állítható induktivitású tekercsek legyenek.

A hangszerhangoló áramkörökben nyitott mágneses áramkörrel rendelkező egyrétegű induktorokat használnak.

A többrétegű nyitott mágneses áramkör tekercseit szűrőkben és nagyfrekvenciás transzformátorokban használják. Alu- és középáteresztő szűrőkben és transzformátorokban páncélozott, többrétegű, ferritmaggal rendelkező induktorokat, hasonló, de acélmagos tekercseket pedig fojtótekercseknél és aluláteresztő szűrőknél alkalmaznak.

Induktor képletek

Az induktorok tervezésénél használt főbb közelítési összefüggések a következők.

1. Az egyrétegű tekercsek paramétereit, ahol a hosszúság és az átmérő aránya nagyobb, mint 5, a következőképpen van meghatározva:

ahol L — induktivitás, μH, M — fordulatok száma, d — tekercs átmérője, cm, l — tekercs hossza, ld.

2. A többrétegű induktorok paramétereit, ahol az átmérő és a hossz aránya nagyobb, mint 1, a következőképpen van meghatározva:

ahol L — induktivitás, μH, n — a fordulatok száma, dm — a tekercs átlagos átmérője, cm, e — a tekercs vastagsága, ld.

A nyitott ferrit mágneses áramkörrel rendelkező egy- és többrétegű tekercsek induktivitása ennek 1,5-3-szorosa lesz, a mag tulajdonságaitól és konfigurációjától függően. A ferritmag helyett sárgaréz mag van elhelyezve. akár 60-90%-kal is csökkenti az induktivitást a mag nélküli értékéhez képest.

A ferrit mag segítségével csökkenthető a fordulatok száma, miközben ugyanaz az induktivitás.

Ha alacsony és közepes frekvenciákon 100 μH és 100 mH közötti induktivitású tekercseket gyártanak, akkor javasolt a KM sorozatú ferrit páncélmagok használata. Ebben az esetben a mágneses áramkör két egymás mellé szerelt csészéből áll, amelyekhez egy egyrészes tekercs, két rögzítőkonzol és egy beállító rúd van rögzítve.

A képletekből kiszámítható a szükséges induktivitás és a fordulatok száma

ahol N a menetek száma, L – induktivitás, nH, Al – induktivitási együttható, nH/vit.

Mindig emlékeznie kell arra, hogy az induktivitás kiszámítása előtt meg kell határoznia az adott tekercsre elhelyezhető fordulatok számát.

Minél kisebb a vezeték átmérője, annál nagyobb a fordulatok száma, de annál nagyobb a huzal ellenállása és természetesen az Az2R-rel egyenlő felszabaduló teljesítmény miatti melegedése... A tekercsáram effektív értéke nem 0,2 mm átmérőjű vezeték esetén meghaladja a 100 mA-t. 750 mA - 0,5 mm-hez és 4 A - 1 mm-hez.

Kis megjegyzések és tippek

Az acélmagos tekercsek induktivitása nagyon gyorsan csökken, ahogy a tekercsben lévő egyenáram növekszik. Ezt különösen a tápegység simítószűrőinek tervezésekor kell figyelembe venni.

Az induktor maximális áramerőssége a környezeti hőmérséklettől függ, és lehetővé teszi, hogy a feleségek csökkenjenek, ahogy nő. Ezért a készülék megbízható működése érdekében nagy áramtartalékot kell biztosítani.

A ferrit toroid magok 30 MHz feletti szűrők és transzformátorok készítésére alkalmasak. Ebben az esetben a tekercsek csak néhány fordulatból állnak.

Bármilyen típusú vezeték használatakor a mágneses erővonalak egy része nem a mágneses áramkör mentén, hanem a körülötte lévő téren keresztül záródik. Ez a hatás különösen szembetűnő nyitott mágneses áramkörök esetén. Vegye figyelembe, hogy ezek a szórt mágneses terek interferenciaforrások, ezért a magokat úgy kell elhelyezni a berendezésben, hogy ez az interferencia a lehető legnagyobb mértékben csökkenjen.

Az induktoroknak van egy bizonyos parazita kapacitása, amely a tekercs induktivitásával kombinálva oszcilláló áramkört képez. Egy ilyen áramkör rezonanciafrekvenciája különböző típusú induktorok esetén 20 kHz és 100 MHz között változhat.