Индукционная катушка

Индукционная катушка

Устройство обычно представляет собой винтовую, спиральную или винтоспиральную катушку из одножильного или многожильного изолированного провода, намотанного на цилиндрический, тороидальный или прямоугольный каркас из диэлектрика или плоскую спираль, волну или полоску печатного или другого проводника. Также бывают и бескаркасные катушки. Намотка может быть как однослойной (рядовая и с шагом), так и многослойная (рядовая, внавал, «универсал»). Намотка «универсал» имеет меньшую паразитную ёмкость.

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

Свойства катушки индуктивности

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.

Катушка индуктивности обладает реактивным сопротивлением величина которого равна: , где — индуктивность катушки, — угловая частота протекающего тока. Соответственно, чем больше частота тока, протекающего через катушку, тем больше её сопротивление.

При протекании тока катушка запасает энергию, равную работе, которую необходимо совершить для установления текущего тока . Величина этой энергии равна

При изменении тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, значение которой

Характеристики катушки индуктивности

Индуктивность

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.

Индуктивность катушки пропорциональна линейным размерам катушки, квадрату числа витков намотки и магнитной проницаемости сердечника.

При последовательном соединении катушек общая индуктивность равна сумме индуктивностей всех соединённых катушек.

При параллельном соединении катушек общая индуктивность равна

Каждый электрик должен знать:  Сенсорные выключатели

Сопротивление потерь

В катушках индуктивности помимо основного эффекта взаимодействия тока и магнитного поля наблюдаются паразитные эффекты, вследствие которых сопротивление катушки не является чисто реактивным. Наличие паразитных эффектов ведёт к появлению потерь в катушке, оцениваемых сопротивлением потерь . Потери складываются из потерь в проводах, диэлектрике, сердечнике и экране.

Потери в проводах

Потери в проводах вызваны тремя причинами:

  • Во-первых, провода обмотки обладают омическим сопротивлением.
  • Во-вторых, сопротивление провода обмотки переменному току возрастает с ростом частоты, что обусловлено скин-эффектом, суть которого состоит в том, что ток протекает не по всему сечению проводника, а по кольцевой части поперечного сечения.
  • В третьих, в проводах обмотки, свитой в спираль, проявляется эффект близости, суть которого состоит в вытеснении тока под воздействием вихревых токов и магнитного поля к периферии провода, прилегающей к каркасу, в результате чего сечение, по которому протекает ток, принимает серповидный характер, что ведёт к дополнительному возрастанию сопротивления провода.

Потери в диэлектрике

Потери в диэлектрике обусловлены тем, что между соседними витками катушки существует паразитная ёмкость, что приводит к утечкам переменного тока между витками.

Потери в сердечнике

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

Потери в экране

Потери в экране обусловлены тем, что ток, протекающий по катушке, индуцирует ток в экране.

Добротность

С сопротивлениями потерь тесно связана другая характеристика — добротность. Добротность катушки индуктивности определяет отношение между активным и реактивным сопротивлениями катушки. Добротность равна

Практически величина добротности лежит в пределах от 30 до 200. Повышение добротности достигается оптимальным выбором диаметра провода, увеличением размеров катушки индуктивности и применением сердечников с высокой магнитной проницаемостью и малыми потерями, намоткой вида «универсаль», применением посеребрёного провода, применением многожильного провода вида «литцендрат».

Температурный коэффициент индуктивности (ТКИ)

ТКИ — это параметр, характеризующий зависимость индуктивности катушки от температуры.

Каждый электрик должен знать:  Спектр поглощения полупроводников

Температурная нестабильность индуктивности обусловлена целым рядом факторов: при нагреве увеличивается длина и диаметр провода обмотки, увеличивается длина и диаметр каркаса, в результате чего изменяются шаг и диаметр витков; кроме того при изменении температуры изменяются диэлектрическая проницаемость материала каркаса, что ведёт к изменению собственной ёмкости катушки.

Разновидности катушек индуктивности

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).
    • Рамочная антенна
    • DDRR
    • Индукционная петля
  • Для разогрева электропроводящих материалов в индукционных печах.
  • Как датчик перемещения: изменение индуктивности катушки может изменяться в широких пределах перемещением (вытаскиванием) сердечника.

Смотри также

Wikimedia Foundation . 2020 .

Смотреть что такое «Индукционная катушка» в других словарях:

ИНДУКЦИОННАЯ КАТУШКА — ИНДУКЦИОННАЯ КАТУШКА, тип трансформатора, который преобразует переменный ток низкого напряжения в переменный ток высокого напряжения. Наиболее распространенными являются индукционные катушки, используемые для воспламенения СВЕЧЕЙ ЗАЖИГАНИЯ в… … Научно-технический энциклопедический словарь

ИНДУКЦИОННАЯ КАТУШКА — телефонный трансформатор, прибор, являющийся одной из составных частей телефонных аппаратов и служащий для преобразования пульсирующего тока микрофонной цепи в переменный ток телефонной цепи. И. к. состоит из железного сердечника и двух… … Технический железнодорожный словарь

Каждый электрик должен знать:  Конструкция проводов и кабелей - назначение отдельных элементов

индукционная катушка — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN inductor … Справочник технического переводчика

индукционная катушка — indukcijos ritė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. induction coil vok. Induktionsspule, f rus. индукционная катушка, f pranc. bobine d’induction, f … Fizikos terminų žodynas

ИНДУКЦИОННАЯ КАТУШКА — катушка зажигания, прибор батарейного зажигания для двигателей внутр. сгорания и др. устройств, трансформирующий ток низкого напряжения аккумулятора (6 12 В) в ток высокого напряжения (10 30 кВ). Иногда И. к. наз. бобиной … Большой энциклопедический политехнический словарь

Индукционная катушка — 1. Проводящая обмотка установленной формы и размеров, по которой протекает ток, создающий магнитное поле определенной величины в ее плоскости и окружающем объеме Употребляется в документе: ГОСТ Р 50652 94 … Телекоммуникационный словарь

индукционная катушка агрегата зажигания — индукционная катушка Устройство системы зажигания авиационного газотурбинного двигателя для преобразования постоянного напряжения источника питания в импульсы высокого напряжения, состоящее из трансформатора, электромагнитного прерывателя и… … Справочник технического переводчика

ИНДУКЦИОННАЯ КАТУШКА, КАТУШКА РУМКОРФА — (Induction coil) прибор для преобразования первичного постоянного тока во вторичный переменный ток высокого напряжения. Состоит из железного сердечника, первичной катушки (с небольшим числом витков), вторичной катушки (с большим числом витков) и… … Морской словарь

искровая индукционная катушка — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN spark inductor … Справочник технического переводчика

Индукционная лампа — Индукционная лампа электрический источник света, принцип работы которого основан на электромагнитной индукции и газовом разряде для генерации видимого света. Фактически представляет собой усовершенствованную модификацию люминесцентной лампы … Википедия

Добавить комментарий