Induktor (induktor. -eng) – zařízení, jehož hlavní součástí je vodič stočený do kroužků nebo ovinutý kolem jádra. Při průchodu proudu kolem stočeného vodiče (cívky) vzniká magnetické pole (může koncentrovat střídavé magnetické pole), které se využívá v rádiu a elektrotechnice.
Tlumivka (škrticí klapka, regulátor, omezovač) je bližší přesné a počítačové technice, protože se nejčastěji používá v napájecích obvodech procesorů, grafických karet, základní desky, napájecí zdroje atd. V poslední době se pro snížení rušení, záření, hluku a vysokofrekvenčního pískání při provozu cívky používají induktory uzavřené v pouzdrech z kovových slitin.
Induktor slouží ke snížení zvlnění napětí, vyhlazování nebo filtrování frekvenční složky proudu a eliminaci složky střídavého proudu. Odpor induktoru roste s rostoucí frekvencí a pro stejnosměrný proud je odpor velmi malý. Charakteristiky induktoru se získají z tloušťky vodiče, počtu závitů, odporu vodiče, přítomnosti nebo nepřítomnosti jádra a materiálu, ze kterého je jádro vyrobeno. Za zvláště účinné jsou považovány tlumivky s feritovými jádry (stejně jako alsifer, karbonylové železo, magnetit) s vysokou magnetickou permeabilitou.
Jak funguje plyn?
V řetězech střídavý proud K omezení zatěžovacího proudu se často používají tlumivky - indukční reaktance. Zde mají tlumivky vážné výhody oproti konvenčním odporům - výrazné úspory energie a absence silného zahřívání.
Jaká je konstrukce škrticí klapky, na čem je založen princip jejího fungování?
Struktura induktoru je velmi jednoduchá - jedná se o cívku elektrického drátu navinutého na jádru z feromagnetického materiálu. Předpona ferro označuje přítomnost železa v jeho složení (ferrum je latinský název pro železo), v tom či onom množství.
Princip činnosti induktoru je založen na vlastnosti vlastní nejen cívkám, ale také jakýmkoli vodičům obecně - indukčnosti. Tento jev lze nejsnáze pochopit provedením jednoduchého experimentu.
Chcete-li to provést, musíte sestavit to nejjednodušší elektrický obvod, skládající se z nízkonapěťového zdroje stejnosměrného proudu (baterie), malé žárovky na příslušné napětí a poměrně výkonné tlumivky (tlumivku můžete vzít ze 400wattové DRL lampy).
Bez tlumivky bude obvod fungovat jako obvykle - obvod se uzavře, lampa se rozsvítí. Ale pokud přidáte tlumivku a zapojíte ji do série se zátěží (žárovkou), obraz se poněkud změní.
Při bližším pohledu si můžete všimnout, že za prvé se lampa nerozsvítí okamžitě, ale s určitým zpožděním, a za druhé, když se obvod otevře, objeví se jasně viditelná jiskra, která nebyla dříve pozorována. Děje se tak proto, že v okamžiku zapnutí se proud v obvodu okamžitě nezvýší - tomu zabrání induktor, který po nějakou dobu elektřinu pohltí a uloží ve formě elektřiny. magnetické pole. Tato schopnost se nazývá indukčnost.
Čím větší je hodnota indukčnosti, tím více energie může induktor uložit. Jednotkou indukčnosti je 1 Henry. V okamžiku přerušení obvodu se uvolní nahromaděná energie a napětí může překročit E.M.F. zdroje použitého desítkykrát a proud směřuje opačným směrem. Odtud patrné jiskření v místě prasknutí. Tento jev se nazývá E.M.F. samoindukce.
Pokud nainstalujete střídavý zdroj místo stejnosměrného, například pomocí snižovacího transformátoru, můžete zjistit, že stejná žárovka připojená přes induktor vůbec nesvítí. Induktor poskytuje mnohem větší odpor střídavému proudu než stejnosměrnému. K tomu dochází v důsledku skutečnosti, že půlcyklový proud zaostává za napětím.
Ukazuje se, že efektivní napětí na zátěži mnohokrát klesne (a podle toho i proud), ale energie se neztrácí - vrací se samoindukcí zpět do obvodu. Odpor poskytovaný indukčností střídavému proudu se nazývá reaktivní. Jeho hodnota závisí na velikosti indukčnosti a frekvenci střídavého proudu. Velikost indukčnosti zase závisí na počtu závitů cívky a vlastnostech materiálu jádra, nazývaného magnetická permeabilita, a také na jeho tvaru.
Magnetická permeabilita je číslo, které ukazuje, kolikrát je indukčnost cívky větší s jádrem vyrobeným z daného materiálu než bez něj (ideálně ve vakuu).
To znamená, že magnetická permeabilita vakua je brána jako jednota.
U vysokofrekvenčních cívek s nízkou indukčností se pro přesné ladění používají jádra ve tvaru tyče. Materiály pro ně mohou být ferity s relativně nízkou magnetickou permeabilitou, někdy nemagnetické materiály s permeabilitou menší než 1.
Reléové elektromagnety mají podkovovitá a válcová jádra ze speciálních ocelí.
K navíjení tlumivek a transformátorů se používají uzavřená jádra - magnetická jádra - tvaru W a toroidní. Materiál při frekvencích do 1000 Hz je speciální ocel, nad 1000 Hz - různé feroslitiny. Magnetická jádra jsou sestavena z jednotlivých plátů potažených lakem.
Cívka navinutá na jádru má kromě reaktivního (Xl) také aktivní odpor (R). Celkový odpor induktoru je tedy roven součtu aktivní a reaktivní složky.
Jak funguje transformátor?
Uvažujme činnost tlumivky sestavené na uzavřeném magnetickém obvodu a připojené jako zátěž ke zdroji střídavého proudu. Počet závitů a magnetická permeabilita jádra se volí tak, aby jeho reaktance byla vysoká, ale proud tekoucí obvodem odpovídajícím způsobem ne.
Proud, periodicky měnící svůj směr, vybudí ve vinutí cívky (říkejme mu cívka číslo 1) elektromagnetické pole, jehož směr se bude také periodicky měnit - obracet magnetizaci jádra. Pokud je na stejném jádru umístěna další cívka (říkejme tomu číslo 2), pak se v ní vlivem střídavého elektromagnetického pole jádra objeví indukovaná proměnná E.M.F.
Pokud je počet závitů obou cívek stejný, pak hodnota indukovaného E.M.F. velmi blízko hodnotě napětí napájecího zdroje přivedeného na cívku číslo 1. Pokud je počet závitů cívky číslo 2 poloviční, pak hodnota indukovaného E.M.F. se sníží o polovinu, pokud je počet závitů opačný, zvýší se - indukovaná E.M.F. se také zvýší. Ukazuje se, že pro každou otáčku existuje určitá část napětí.
Vinutí cívky, na které je přivedeno napájecí napětí (číslo 1), se nazývá primární vinutí. a vinutí, ze kterého je odstraněno transformované napětí, je sekundární.
Poměr počtu závitů sekundárního (Np) a primárního (Ns) vinutí je roven poměru jim odpovídajících napětí - Up (napětí primárního vinutí) a Us (napětí sekundárního vinutí).
Ke změně napájecího napětí - transformaci lze tedy použít zařízení sestávající z uzavřeného magnetického obvodu a dvou vinutí v obvodu střídavého proudu. Podle toho se nazývá transformátor.
Pokud k sekundárnímu vinutí připojíte jakoukoliv zátěž, vznikne v něm proud (Is). To způsobí proporcionální nárůst proudu (Ip) v primárním vinutí. Správný bude následující poměr:
Transformátory lze použít jak pro převod napájecího napětí, tak pro oddělení a přizpůsobení zesilovacích stupňů. Při práci s transformátory je třeba věnovat pozornost řadě důležité parametry, jako:
1. Přípustné proudy a napětí pro primární a sekundární vinutí.
2. Maximální výkon transformátor - výkon, který může být přenášen přes něj po dlouhou dobu, aniž by došlo k přehřátí vinutí.
3. Pracovní frekvenční rozsah transformátoru.
Paralelní oscilační obvod.
Pokud připojíte induktor a kondenzátor, získáte velmi zajímavý prvek radiotechniky - oscilační obvod. Pokud nabijete kondenzátor nebo indukujete E.M.F. v cívce. pomocí elektromagnetického pole začnou v obvodu probíhat následující procesy: Kondenzátor, vybíjející se, vybudí elektromagnetické pole v induktoru. Když je náboj vyčerpán, induktor vrací uloženou energii zpět do kondenzátoru, ale s opačným znaménkem, kvůli E.M.F. samoindukce. To se bude opakovat znovu a znovu - v okruhu bude elektromagnetické vibrace sinusový tvar. Frekvence těchto oscilací se nazývá rezonanční frekvence obvodu a závisí na hodnotách kapacity kondenzátoru (C) a indukčnosti cívky (L).
Paralelní oscilační obvod má velmi vysoký odpor rezonanční frekvence. To umožňuje jeho použití pro volbu frekvence (výběr) ve vstupních obvodech rádiových zařízení a mezifrekvenčních zesilovačů, jakož i v různá schémata ah hlavní oscilátory.
Barevné a kódové značení indukčností.
Obvykle se u induktorů kóduje jmenovitá hodnota indukčnosti a tolerance, tzn. přípustná odchylka od stanovené jmenovité hodnoty. Jmenovitá hodnota je kódována čísly a tolerance je kódována písmeny. Používají se dva typy kódování.
Označení kódem.
První dvě číslice označují hodnotu v mikrohenry (µH), poslední dvě číslice označují počet nul. Písmeno za čísly označuje toleranci. Například kód 101J označuje 100 uH ±5 %. Pokud není uvedeno poslední písmeno, je tolerance 20 %. Výjimky: pro indukčnosti menší než 10 µH hraje roli desetinná tečka písmeno R a pro indukčnosti menší než 1 µH - písmeno N.
D = ± 0,3 nH; J = ± 5 %; K = ± 10 %; M=±20 %
Příklady notace:
Indukčnosti jsou značeny přímo v mikrohenry (µH). V takových případech nebude označení 680K znamenat 68 µH ±10 %, jako v případě A, ale 680 µH ±10 %.
Jak změřit indukčnost cívky nebo induktoru.
Omlouvám se za kvalitu některých obrázků (které jsou bohaté).
Postarejte se o sebe a své blízké!
kolaps
Fráze „cívka závitu“ zná každý, ale nemyslím si, že každý slyšel o induktoru. Co si představíte pod slovem "cívka"? No... asi je to něco s nitěmi, vlascem, lanem, čímkoli! Cívka induktoru je úplně to samé, ale místo nitě, vlasce nebo čehokoli jiného je tam navinutý obyčejný měděný drát v izolaci. Izolace může být vyrobena z bezbarvého laku, izolace drátu nebo dokonce tkaniny. Trik je v tom, že i když jsou dráty v induktoru velmi blízko u sebe, stále jsou od sebe izolované. Pokud si tlumivky namotáváte sami, v žádném případě nepomýšlejte na použití obyčejného holé měděné dráty!
Jakákoliv indukčnost, kupodivu, má indukčnost :-) Indukčnost cívky se měří v Henry (H), označuje se písmenem L a měří se LC metrem. Co je indukčnost? Pojďme na to přijít. Pokud drátem pustíte elektrický proud, vytvoří kolem sebe magnetické pole:
kde B je magnetické pole, I je síla proudu.
Vezmeme tento drát a stočíme ho do spirály a na jeho konce přivedeme elektrický proud:
A dostali jsme tento obrázek s magnetickými siločárami:
Zhruba řečeno, čím více magnetických siločar protíná oblast tohoto solenoidu, což má za následek plochu válce, tím větší bude magnetický tok (F). Protože elektrický proud protéká celou touto strukturou, znamená to, že v tuto chvíli má nějaký druh síly proudu (I). A koeficient mezi magnetickým tokem a proudovou silou se nazývá indukčnost a vypočítá se takto:
Z vědeckého hlediska je indukčnost schopnost získávat energii ze zdroje elektrický proud a uložit jej ve formě magnetického pole. Zvyšuje-li se proud v cívce, magnetické pole kolem cívky se rozšiřuje, a pokud proud klesá, magnetické pole se smršťuje. Induktor má také velmi zajímavé vlastnosti. Když je na cívku aplikován elektrický proud DC napětí V cívce se objeví napětí, které je opačné k napětí elektrického proudu a poté po několika zlomcích sekundy zmizí. Toto opačné napětí se nazývá elektromotorická síla samoindukce nebo jednoduše EMF samoindukce. Toto EMF závisí na indukčnosti cívky. Proto v okamžiku přivedení napětí na cívku proud postupně mění svou hodnotu z 0 na určitou hodnotu během zlomku sekundy, protože napětí v okamžiku přivedení elektrického proudu také mění svou hodnotu z nula až ustálená hodnota podle Ohmova zákona:
kde I je proud v cívce, U je napětí v cívce, R je odpor cívky.
Jak vidíme ze vzorce, napětí se mění z nuly na napětí přiváděné do cívky, proto se i proud změní z nuly na nějakou hodnotu. Odpor cívky je konstantní.
A druhý vtip o induktoru je, že pokud otevřeme obvod mezi induktorem a zdrojem proudu, pak se naše samoindukční emf přičte k napětí, které jsme přivedli na cívku. V důsledku toho bude proud na samém začátku větší a pak tiše klesne na nulu. Doba doznívání proudu závisí také na indukčnosti cívky.
Udělejme první závěry o činnosti induktoru, když je do něj dodáván stejnosměrný proud. Když je do cívky přiváděn elektrický proud, bude proudová síla postupně narůstat, a když je elektrický proud z cívky odstraněn, proudová síla v cívce prudce vzroste a plynule klesne na nulu. Stručně řečeno, proudová síla v cívce se nemůže okamžitě změnit. V elektronice se tomu říká první zákon komutace. Uf, no, to nejtěžší je za námi :-).
Induktory se dělí především do dvou tříd: s magnetickým a nemagnetickým jádrem. Níže na fotce je cívka s nemagnetickým jádrem.
Ale kde je její jádro? Vzduch je nemagnetické jádro :-). Takové cívky lze také navinout na nějakou válcovou papírovou trubici. Indukční cívky s nemagnetickým jádrem se používají, když indukčnost nepřesahuje 5 miliHenry.
A zde jsou induktory s jádrem:
Používají se hlavně jádra z feritových a železných plátů. Jádra výrazně zvyšují indukčnost cívek. Jádra ve formě prstence (toroidální) umožňují získat vysoká indukčnost, spíše než jen jádra z válce.
Pro cívky se střední indukčností se používají feritová jádra:
Cívky s vysokou indukčností jsou vyrobeny jako transformátor se železným jádrem, ale je tu jeden rozdíl: mají pouze jedno primární vinutí:
Na jakých faktorech závisí indukčnost cívky? Udělejme nějaké experimenty. Navinul jsem cívku s nemagnetickým jádrem. Jeho indukčnost je tak malá, že mi LC metr ukazuje nulu.
Má feritové jádro
Cívku začínám zasouvat do jádra až po samý okraj
Kdysi mezi „domácími“ výrobci televizních antén kolovaly mýty o super účinnosti antén využívajících rtuť, o něco později než plechovky od piva (i když dobrá Wi-Fi anténa se dá vyrobit z plechovky od piva, ale ne z televizní ). O jádrech pravděpodobně panují podobné mýty, zvláště když už samotné názvy moderních magnetických materiálů (isoperm, permendur) vzbuzují důvěru v jejich mimořádnou účinnost. Zvažme otázku použití magnetického jádra v lineárním signálovém obvodu, jak to ovlivňuje parametry cívky?
Nebudu se pouštět do teorie a mluvit o diamagnetech, paramagnetech, feromagnetech, doménách a hysterezní smyčce. Toto je téma dlouhého, vážného rozhovoru. Pokusím se to popsat jasně, na prstech.
Magnetické jádro tedy koncentruje magnetické pole a zvyšuje indukčnost při stejných konstrukčních parametrech cívky nebo umožňuje zmenšit její rozměry při stejné indukčnosti. Zkusme vybrat jádro pro filtr akustického systému - crossover - abychom ušetřili měď.Jádro musí mít permanentní magnetické vlastnosti do frekvencí alespoň 40 000 Hz při spravedlivých vysoké proudy magnetizace. Jakou máme možnost volby?
Moderní magnetické materiály jsou rozděleny do tří skupin:
- Kov:
- Technicky čisté železo (elektrická nízkouhlíková ocel).
- Elektrokřemíkové oceli (transformátorová ocel).
- Krystalické slitiny legované železo-nikl - permalloy, superpermalloy, mumetal, isoperm, permendur, perminvar, alfer, alfenol atd.
- Amorfní a nanokrystalické materiály – Vitrovac, Vitroperm
- Práškové materiály, magnetodielektrika - tenké prášky karbonylového železa, permalloy nebo alsifer smíchané s nějakým druhem dielektrického pojiva.
- Ferity jsou keramické magnetické materiály.
Elektrická měkká ocel lze použít pouze ve stejnosměrných obvodech, jako jsou relé, kvůli nepřijatelně velkým vířivým proudům na AC a velké ztráty pro obrácení magnetizace.
Transformátorová ocel trochu lepší. Pro snížení vířivých proudů je jádro sestaveno ze samostatných desek. Avšak nad 1000 Hz má takové jádro nepřijatelné ztráty při vysokých magnetizačních proudech.
Slitiny železa a niklu mají velmi vysokou počáteční magnetickou permeabilitu, mohou pracovat při frekvencích až 100 KHz, ale zároveň mají nízkou indukci saturace, tzn. nemohou působit v silných polích. Osvědčily se jako nepostradatelný materiál v magnetických hlavách magnetofonů, senzorů a magnetických obrazovek.Amorfní a nanokrystalické materiály se objevily později než permalloye. Mají širší frekvenční rozsah a mírně vyšší saturační indukci než permalloy Používají se jako proudové transformátory v nových elektroměrech, pulzní transformátory v napájecích zdrojích, kompenzované tlumivky a další. kvalitní náhrada permallojev.
Magnetodielektrika mají široký frekvenční rozsah až desítky megahertzů v závislosti na materiálu, ale nízkou magnetickou permeabilitu a saturační indukci. Mohou pracovat pouze na slabých polích. Používá se v HF technologii pro výrobu magnetických obvodů, indukčních jader atd.
Ferity
mají nejnižší ztráty v důsledku vířivých proudů, a proto mohou pracovat nanejvýš vysoké frekvence ze všech magnetických materiálů. Mají však nízkou indukci saturace. Výrazná vlastnost Jsou jimi silná závislost parametrů na teplotě, dále stárnutí materiálu, zhoršování jeho vlastností v čase. Rozsah použití každého druhu feritu je určen kritickou frekvencí, nad kterou se ztráty prudce zvyšují a magnetická permeabilita klesá.
Lze vysledovat obecný trend - se zlepšujícími se frekvenčními parametry materiálu klesá jeho saturační indukce, tedy schopnost pracovat v silných polích, stejně jako magnetická permeabilita.
To nejdůležitější je jakýkoli magnetický materiál mění své vlastnosti v závislosti na frekvenci a síle magnetizačního pole. To znamená, že induktor s jádrem se stává nelineárním prvkem a vnáší do signálu procházejícího jím nelineární zkreslení, zejména při vysoké indukčnosti a síle proudu. Ferity jsou také citlivé na teplotu.
Proč děláme crossover? 
Pro rozdělení signálu podle frekvence, každý do své hlavy. To sníží nelineární zkreslení, mírně zvýší výkon a zlepší kvalitu zvuku reproduktoru. Indukčnost v takovém filtru není malá a proud také. Zavedením jádra (jakéhokoli!) do cívky tedy nejen nedosáhneme našeho cíle, ale také se od něj vzdálíme a do signálu vneseme další zkreslení. Proto budete muset opustit úsporu na mědi a vyrobit cívku jako na obrázku, bez jádra. Pravda v případě mocných reproduktorové systémy dostáváme se monstrózní, těžké a drahý naviják. V tomto případě musíte udělat kompromis a použít jádro z kvalitních feromagnetik. Musí však být navržen tak, aby fungoval daleko od saturačního režimu, což znamená, že jeho rozměry budou také působivé.
Jádra ve formě ocelových trubek nebo „superironových“ tyčí nemají vůbec žádný smysl, s výjimkou instalací indukčního ohřevu, kde vířivé proudy v jádře hrají pozitivní roli. V obvodech, kde je úroveň signálu slabá a jádro zdaleka není saturované, je rozhodující mezní frekvence jádra. Při stejné indukčnosti jádro dokonce zvyšuje jakostní faktor cívky.
U RF tlumivek hrají ztráty v jádře pozitivní roli rozšířením jejich frekvenčního rozsahu.
Závěr: k výběru jádra pro indukčnost v lineárním signálovém obvodu je třeba přistupovat opatrně, s ohledem na frekvenční rozsah a maximální úroveň signálu a také velikost přípustného zkreslení.
To neplatí pro pulzní signály a obvody, tam je vše jinak...
Instrukce
Naviňte další otáčky na cívku. Tím se zvýší indukčnost cívky s konstantními parametry jeho ostatních konstrukčních prvků a pro variometr ( cívky s pohyblivým jádrem) - posune obě meze změny indukčnosti (horní i dolní) směrem ke zvýšení. Při navíjení dalších závitů se může ukázat, že se nevejdou na rám. Odolejte pokušení použít tenčí drát, než jaký byl původně použit v cívce, aby se vinutí nezahřívalo proudem, který jím protéká.
K cívce, která nemá jádro, přidejte jedno. Ale nezapomeňte, že musí být vyroben z materiálu, ve kterém je provozní frekvence cívky Nedochází k žádným ztrátám vířivými proudy. Pro elektromagnet pracující na DC, vhodné je pevné ocelové jádro, pro 50Hz transformátor - jádro z oxidovaných ocelových plechů, ve vysokofrekvenčních cívkách budete muset použít jádra z feritů různých jakostí.
Pamatujte, že i při stejném počtu závitů a jiných stejných parametrech bude mít cívka s větším průměrem větší indukčnost. Je však jasné, že k jeho výrobě bude potřeba více drátů.
Ferit je dostupný s různou magnetickou permeabilitou. Nahraďte jedno feritové jádro v cívce jiným, které má vyšší hodnotu pro tento parametr, a jeho indukčnost se zvýší. To však sníží mezní frekvenci, při které může taková cívka pracovat, aniž by způsobila znatelné ztráty v jádře.
Existovat cívky, vybavené speciálními mechanismy pro pohyb jádra. Chcete-li v tomto případě zvýšit indukčnost, zasuňte jádro dovnitř rámu.
Jsou-li všechny ostatní věci stejné, uzavřený magnetický obvod poskytuje větší indukčnost než otevřený. Ale zkuste takové řešení nepoužívat u transformátorů a tlumivek pracujících v přítomnosti konstantní složky. Je schopen zmagnetizovat a nasytit uzavřené jádro, čímž naopak způsobí pokles indukčnosti cívky.
Feritová jádra jsou široce používána v domácích a rádiových zařízeních. Hlavním účelem jejich použití je eliminovat rušení ovládacích a silových elektrických vodičů.
Ferity se nazývají chemické sloučeniny oxid železa s oxidy jiných kovů. Složení látky se může lišit v závislosti na požadovaných vlastnostech hotového výrobku.
Výroba jádra
Feritová jádra jsou vyráběna technologií práškového lití. Směs prášků obsahující potřebné složky v pečlivě upravených poměrech se lisuje do obrobku požadovaného tvaru, který se peče při teplotách až jeden a půl tisíce stupňů. Pečení lze provádět jak na vzduchu, tak ve speciálním plynná atmosféra. V poslední fázi výroby se feritový produkt pomalu ochlazuje během několika hodin. Tato technologie umožňuje nejen vyrábět slitiny se stanovenými vlastnostmi, ale také vyrábět produkty, které nevyžadují další zpracováníAplikace feritových jader
Feritová jádra jsou nejrozšířenější v elektrotechnice a radiotechnice. Protože má ferit vysokou magnetickou přenosovou kapacitu a nízkou elektrickou vodivost, je nepostradatelný při montáži transformátorů s nízkým výkonem, včetně pulsních. Feritová jádra se také používají jako prostředek pasivní ochrany proti vysokofrekvenčnímu elektrickému rušení. Tento jev je nejtypičtější pro přepínací sítě řídicích zařízení, kde i stíněný kabel může indukovat rušení snižující účinnost přenosu signálu.Typy feritových jader
Pro vinutí transformátorů se vyrábí ferity tvaru U a W. Tyčová forma feritových produktů se používá při výrobě magnetických obvodů: například jádra pro cívky s vysokou indukčností jsou vyrobena z feritu. Nejběžnější pro průměrného člověka je feritové kroužky a cylindrické vložky, které se používají jako odrušovací filtry na komunikačních kabelech: USB, HDMI, LAN a další. Pokročilá technologie umožňuje vyrábět velmi složité výrobky, jejichž velikost je někdy menší než desetina milimetru.Výhoda feritu oproti podobným magnetickým jádrům
Nízká elektrická vodivost materiálu umožňuje vyhnout se tvorbě vířivých proudů během magnetizačního obrácení magnetického obvodu. V tomto ukazateli ferit předčí i tenkovrstvou elektroocel. Feritu lze také přidělit určité vlastnosti ve fázi výroby, což umožňuje předem a s vysokou přesností přizpůsobit výrobek potřebám konkrétního zařízení, ve kterém bude ferit použit. Ferit může aktivně absorbovat, rozptylovat nebo odrážet rušení indukované v kabelu, což je zvláště důležité při konstrukci vysoce přesných zařízení: nízká hmotnost a rozměry Feritová jádra umožňují jejich použití bez narušení uspořádání zařízení uvnitř složitých zařízení nebo komplexů.Induktor je schopen akumulovat magnetickou energii, když protéká elektrický proud. Jeho hlavní charakteristikou je jeho indukčnost, která je označena písmenem L a měřena v Henry (H). Indukčnost cívky závisí na jeho vlastnostech.
Budete potřebovat
- materiál cívky a jeho geometrické parametry
Instrukce
Pomocí těchto údajů vypočítejte hodnotu indukčnosti cívky. Chcete-li to provést, vydělte hodnotu napětí postupně 2, číslem 3,14, hodnotami aktuální frekvence a síly proudu. Výsledkem bude hodnota indukčnosti pro danou cívku v Henry (H). Důležitá poznámka: Cívku připojujte pouze ke zdroji střídavého proudu. Aktivní odpor Vodič použitý v cívce by měl být zanedbatelný.
Pak najít indukčnost solenoid. Chcete-li to provést, zvyšte počet jeho závitů na druhou mocninu, výsledný výsledek vynásobte 3,14, průměr na druhou mocninu a výsledek vydělte 4. Výsledné číslo vydělte délkou solenoidu a vynásobte 0,0000012566 ( 1,2566*10-6). To bude hodnota indukčnosti solenoidu.
Pokud je to možné, použijte k určení indukčnosti tohoto vodiče speciální zařízení. Je založen na obvodu zvaném AC můstek.
Indukčnost cívky může být měřena přímo nebo nepřímo. V prvním případě budete potřebovat přímo indikační nebo můstkové zařízení a ve druhém budete muset použít generátor, voltmetr a miliampérmetr a poté provést řadu výpočtů.
Budete potřebovat
- - přímo indikační nebo můstkový měřič indukčnosti;
- - generátor sinusového napětí;
- - AC voltmetr a miliampérmetr;
- - měřič frekvence;
- - vědecká kalkulačka.
Instrukce
Chcete-li změřit indukčnost přímo indikačním zařízením, připojte k němu cívku a poté postupným výběrem mezí měření pomocí přepínače vyberte jednu tak, aby byl výsledek přibližně uprostřed rozsahu. Přečtěte si výsledek. Pokud má měřič analogovou stupnici, vezměte při odečítání výsledku v úvahu hodnotu dílku a také faktor uvedený u příslušné polohy přepínače.
Na můstkovém zařízení po každém přepnutí rozsahu přesuňte ovládací knoflík vyvažování můstku na kteroukoli z nich krajní polohy a poté jej zcela otočte v opačném směru. Najděte rozsah, ve kterém můžete pomocí této rukojeti vyvážit most. Po zmizení zvuku v reproduktoru nebo sluchátkách nebo po snížení hodnot číselníku na nulu odečtěte hodnoty na stupnici regulátoru (ale ne ukazovací zařízení). V tomto případě, stejně jako v předchozím případě, vezměte v úvahu cenu dělení a koeficient, kterým se mají hodnoty v daném rozsahu násobit.
Pro nepřímé měření indukčnosti sestavte měřicí obvod. Zapojte paralelně s výstupem generátoru střídavý voltmetr, přepnutý na hranici, při které horní mez rozsahu odpovídá napětí několika voltů. Připojte tam také měřič frekvence. Paralelně s nimi také připojte sériový obvod sestávající z testovaného induktoru a také miliampérmetru střídavého proudu. Obě zařízení musí vykazovat efektivní a nikoli amplitudové hodnoty měřených veličin a také musí být navržena pro sinusové kmitání.
Na generátoru zapněte režim generování sinusového napětí. Ujistěte se, že voltmetr ukazuje asi dva volty. Zvyšte frekvenci, dokud údaj miliampérmetru nezačne klesat. Snižte je přibližně na polovinu původní hodnoty. Vyberte limit na měřiči frekvence, který odpovídá měřené frekvenci. Odečtěte hodnoty všech tří přístrojů a poté vypněte generátor a rozeberte měřicí obvod.
Převeďte údaje přístroje na jednotky SI. Vydělte napětí proudem. ono to vyjde indukční reaktance cívky na frekvenci, na které bylo měření prováděno. Bude vyjádřen v ohmech.
Vypočítejte indukčnost pomocí vzorce: L=X/(2πF), kde L je frekvence, G (Henry), X je indukční reaktance, Ohm, F je frekvence, Hz. V případě potřeby převeďte výsledek výpočtu na odvozené jednotky (například millihenry, microhenry).
Poznámka
Nedotýkejte se součástí měřicího obvodu, když je pod napětím.
Induktor může uchovávat magnetickou energii, když teče elektrický proud. Hlavním parametrem cívky je její indukčnost
Budete potřebovat
- Induktor a jeho parametry
Instrukce
Indukčnost krátkého vodiče je určena vzorcem: L = 2l(ln(4l/d)-1)*(10^-3), kde l je délka drátu v centimetrech a d je průměr drát v centimetrech. Pokud je drát navinut kolem rámu, pak tato struktura tvoří induktor. Magnetický tok se koncentruje a indukčnost se zvyšuje.
Indukčnost cívky je úměrná lineárním rozměrům cívky, magnetické permeabilitě jádra a druhé mocnině počtu závitů vinutí. Indukčnost cívky navinuté na toroidním jádru je rovna: L = ?0*?r*s*(N^2)/l. V tomto vzorci je ?0 magnetická konstanta, ?r je relativní magnetická permeabilita materiálu jádra, která závisí na frekvenci, s je plocha průřezu jádra, l je délka středové osy jádra, N je počet závitů cívky.
Indukčnost induktoru v μH lze také vypočítat pomocí vzorce: L = L0*(N^2)*D*(10^-3). Zde N je počet závitů, D je průměr cívky v centimetrech. Koeficient L0 závisí na poměru délky cívky k jejímu průměru. Pro jednovrstvou cívku se rovná: L0 = 1/(0,1*((l/D)+0,45)).
Pokud jsou cívky v obvodu zapojeny do série, pak jejich společné indukčnost rovná se součtu indukčností všech cívek: L = (L1+L2+...+Ln)
Pokud jsou cívky zapojeny paralelně, pak jejich společné indukčnost se rovná: L = 1/((1/L1)+(1/L2)+...+(1/Ln)).
Vzorce pro výpočet indukčnosti pro různé obvody pro připojení induktorů jsou podobné vzorcům pro výpočet odporu pro stejné zapojení rezistorů.
Induktor je schopen akumulovat magnetickou energii, když protéká elektrický proud. Hlavním parametrem cívky je její indukčnost. Indukčnost se měří v Henry (H) a je označena písmenem L.
