Формула индуктивного сопротивления
При включении катушки индуктивности в цепь переменного тока, под действием непрерывно изменяющегося напряжения происходят изменения этого тока. В свою очередь, эти изменения вызывают генерацию магнитного поля, которое периодический возрастает или убывает. Под его влиянием в катушке индуцируется встречное напряжение, препятствующее изменениям тока. Таким образом, протекание тока происходит под непрерывным противодействием, получившим название индуктивного сопротивления.
Содержание
От чего зависит индуктивное сопротивление
Данная величина связана напрямую с частотой приложенного напряжения (f) и значением индуктивности (L). Формула индуктивного сопротивления будет выглядеть следующим образом: XL = 2πfL. Прямая пропорциональная зависимость, в случае необходимости, позволяет путем преобразования основной формулы вычислить частоту или значение индуктивности.
Под действием переменного тока, проходящего по проводнику, вокруг этого проводника образуется переменное магнитное поле.
Действие этого поля приводит к наведению в проводнике электродвижущей силы обратного направления, известной еще как ЭДС самоиндукции. Противодействие или сопротивление ЭДС переменному току получило название реактивного индуктивного сопротивления.
Данная величина зависит от многих факторов. В первую очередь на нее оказывает влияние как значение тока не только в собственном проводнике, но и в соседних проводах. То есть увеличение сопротивления и потока рассеяния происходит по мере увеличения расстояния между фазными проводами. Одновременно снижается воздействие соседних проводов.
Существует такое понятие, как погонное индуктивное сопротивление, которое вычисляется по формуле: X0 = ω x (4,61g x (Dср/Rпр) + 0,5μ) x 10-4 = X0’ + X0’’, в которой ω является угловой частотой, μ – магнитной проницаемостью, Dср – среднегеометрическим расстоянием между фазами ЛЭП, а Rпр – радиусом провода.
Величины X0’ и X0’’ представляют собой две составные части погонного индуктивного сопротивления.
Первая из них X0’ представляет собой внешнее индуктивное сопротивление, зависящее только от внешнего магнитного поля и размеров ЛЭП. Другая величина – X0’’ является внутренним сопротивлением, зависящим от внутреннего магнитного поля и магнитной проницаемости μ.
На линиях электропередачи высокого напряжения от 330 кВ и более, проходящие фазы расщепляются на несколько отдельных проводов. Например, при напряжении 330 кВ фаза разделяется на два провода, что позволяет снизить индуктивное сопротивление примерно на 19%. Три провода используются при напряжении 500 кВ – индуктивное сопротивление удается снизить на 28%. Напряжение 750 кВ допускает разделение фаз на 4-6 проводников, что способствует снижению сопротивления примерно на 33%.
Погонное индуктивное сопротивление имеет величину в зависимости от радиуса провода и совершенно не зависит от сечения. Если радиус проводника будет увеличиваться, то значение погонного индуктивного сопротивления будет соответственно уменьшаться.
Существенное влияние оказывают проводники, расположенные рядом.
Индуктивное сопротивление в цепи переменного тока
Одной из основных характеристик электрических цепей является сопротивление, которое может быть активным и реактивным. Типичными представителями активного сопротивления считаются обычные потребители – лампы, накаливания, резисторы, нагревательные спирали и другие элементы, в которых электрический ток совершает полезную работу.
К реактивному относятся индуктивное и емкостное сопротивления, находящиеся в промежуточных преобразователях электроэнергии – индуктивных катушках и конденсаторах. Эти параметры в обязательном порядке учитываются при выполнении различных расчетов. Например, для определения общего сопротивления участка цепи, складываются активная и реактивная составляющие. Сложение осуществляется геометрическим, то есть, векторным способом, путем построения прямоугольного треугольника. В нем оба катета являются обоими сопротивлениями, а гипотенуза – полным.
Длина каждого катета соответствует действующему значению того или иного сопротивления.
В качестве примера можно рассмотреть характер индуктивного сопротивления в простейшей цепи переменного тока. В нее входит источник питания, обладающий ЭДС (Е), резистор, как активная составляющая (R) и катушка, обладающая индуктивностью (L). Возникновение индуктивного сопротивления происходит под действием ЭДС самоиндукции (Еси) в катушечных витках. Индуктивное сопротивление увеличивается в соответствии с ростом индуктивности цепи и значения тока, протекающего по контуру.
Таким образом, закон Ома для такой цепи переменного тока будет выглядеть в виде формулы: Е + Еси = I x R. Далее с помощью этой же формулы можно определить значение самоиндукции: Еси = -L x Iпр, где Iпр является производной тока от времени. Знак «минус» означает противоположное направление Еси по отношению к изменяющемуся значению тока. Поскольку в цепи переменного тока подобные изменения происходят постоянно, наблюдается существенное противодействие или сопротивление со стороны Еси.
При постоянном токе данная зависимость отсутствует и все попытки подключения катушки в такую цепь привели бы к обычному короткому замыканию.
Для преодоления ЭДС самоиндукции, на выводах катушки источником питания должна создаваться такая разность потенциалов, чтобы она могла хотя-бы минимально компенсировать сопротивление Еси (Uкат = -Еси). Поскольку увеличение переменного тока в цепи приводит к возрастанию магнитного поля, происходит генерация вихревого поля, которое и вызывает рост противоположного тока в индуктивности. В результате, между током и напряжением происходит смещение фаз.
Индуктивное сопротивление катушки
Катушка индуктивности относится к категории пассивных компонентов, используемых в электронных схемах. Она способна сохранять электроэнергию, превращая ее в магнитное поле. В этом и состоит ее основная функция. Катушка индуктивности по своим характеристиками и свойствам напоминает конденсатор, сохраняющий энергию в виде электрического поля.
Индуктивность, измеряемая в Генри, заключается в появлении вокруг проводника с током магнитного поля.
В свою очередь, связано с электродвижущей силой, которая противодействует приложенному переменному напряжению и силе тока в катушке. Данное свойство и есть индуктивное сопротивление, находящееся в противофазе с емкостным сопротивлением конденсатора. Индуктивность катушки возможно повысить за счет увеличения количества витков.
Для того чтобы выяснить, чему равно индуктивное сопротивление катушки, следует помнить, что оно, в первую очередь, противодействует переменному току. Как показывает практика, каждая индуктивная катушка сама по себе имеет определенное сопротивление.
Прохождение переменного синусоидального тока через катушку, приводит к возникновению переменного синусоидального напряжения или ЭДС. В результате, возникает индуктивное сопротивление, определяемое формулой: XL = ωL = 2πFL, в которой ω является угловой частотой, F – частотой в герцах, L – индуктивностью в генри.
2.2 Индуктивное сопротивление катушки
Включить звук
Так как самоиндукция препятствует всякому резкому изменению силы тока в цепи, то, следовательно, она представляет собой для переменного тока особого рода сопротивление, называемое индуктивным сопротивлением.
Чисто индуктивное сопротивление отличается от обычного (омического) сопротивления тем, что при прохождении через него переменного тока в нем не происходит потери мощности.
Под чисто индуктивным
сопротивлением мы
понимаем сопротивление, оказываемое
переменному току катушкой, проводник
которой не обладает вовсе омическим
сопротивлением. В действительности же
всякая катушка обладает некоторым
омическим сопротивлением. Но если это
сопротивление невелико по сравнению с
индуктивным сопротивлением, то им можно
пренебречь.
При этом наблюдается следующее явление: в течение одной четверти периода, когда ток возрастает, магнитное поле потребляет энергию из цепи, а в течение следующей четверти периода, когда ток убывает, возвращает ее в цепь. Следовательно, в среднем за период в индуктивном сопротивлении мощность не затрачивается. Поэтому индуктивное сопротивление называется реактивным (прежде его неправильно называли безваттным).
Индуктивное сопротивление одной и той же катушки будет различным для токов различных частот. Чем выше частота переменного тока, тем большую роль играет индуктивность и тем больше будет индуктивное сопротивление данной катушки. Наоборот, чем ниже частота тока, тем индуктивное сопротивление катушки меньше. При частоте, равной нулю (установившийся постоянный ток), индуктивное сопротивление тоже равно нулю.
Рисунок 2 — Зависимость индуктивного сопротивления катушки от частоты переменного тока.
Реактивное
сопротивление катушки возрастает с
увеличением частоты тока.
Индуктивное сопротивление обозначается буквой XL и измеряется в Омах.
Подсчет индуктивного сопротивления катушки для переменного тока данной частоты производится по формуле
XL = 2π f L,
где XL — индуктивное сопротивление в Ом;
f—частота переменного тока в Гц;
L — индуктивность катушки в Гн
Как известно, величину 2πf называют угловой частотой и обозначают буквой ω (омега). Поэтому приведенная выше формула может быть представлена так
XL = ωL.
Отсюда следует, что для
постоянного тока (ω = 0) индуктивное сопротивление равно
нулю. Поэтому, когда, нужно пропустить
по какой-либо цепи постоянный ток,
задержав в то же время переменный, то в
цепь включают последовательно катушку
индуктивности.
Для преграждения пути токам низких звуковых частот ставят катушки с железным сердечником, так называемые дроссели низкой частоты, а для более высоких радиочастот — без железного сердечника, которые носят название дросселей высокой частоты.
2.3 Электрические модели реальных катушек индуктивности
Характеристики идеальной катушки индуктивности будут соответствовать индуктивному элементу схемы замещения.
Реальные катушки индуктивности намотаны
из провода, имеющего ненулевое удельное
сопротивление, таким образом, чем больше
витков содержит катушка, тем будет выше
её активное сопротивление, которое,
обычно, необходимо учитывать во всём
диапазоне частот Следует отметить, что
на постоянном токе индуктивная
составляющая катушки будет равна нулю,
и в качестве схемы замещения можно
использовать один резистивный элемент
(рисунок 3а). С ростом частоты возрастёт
индуктивное сопротивление катушки,
поэтому в схеме замещения появляется
индуктивность (рисунок 3б). Еще на более
высоких частотах начинает проявляться
влияние межвитковой ёмкости (витки
выполнены из изолированного провода,
таким образом два соседних можно
рассматривать как конденсатор)
(рисунок 3в).
На сверхвысоких частотах резко возрастает роль индуктивности и ёмкости выводов катушки индуктивности.
а –– на постоянном токе; б –– на низких частотах; в –– на высоких частотах;
Rк –– активное сопротивление катушки; Cп –– паразитная межвитковая ёмкость
2.4 Параметры элементов схемы замещения на низких частотах
2.4.1 Индуктивность катушки
Согласно ГОСТ Р 52002-2003 и ГОСТ 20715-75 предусмотрены следующие термины и определения индуктивности.
Собственная индуктивность — это скалярная величина, равная отношению потокосцепления самоиндукции элемента электрической цепи к электрическому току в нем
.
Это понятие относится к одной катушке
индуктивности или одному ее элементу,
которые является одновременно источником
магнитного поля и ее приемником.
Взаимная индуктивность — скалярная величина, равная отношению потокосцепления взаимной индукции одного элемента электрической цепи к току в другом элементе, обусловливающему это потокосцепление
.
Это понятие относится как минимум к двум катушкам индуктивности или к двум элементам одной катушки, одни из которых являются одновременно источником магнитного поля, а другой — ее приемником и наоборот.
Начальная индуктивность катушки — значение индуктивности, определенное при условии отсутствия влияния собственной емкости, изменения начальной проницаемости сердечника и собственной индуктивности. Начальная индуктивность – это собственная индуктивность идеальной катушки. Индуктивность, максимально приближенная к начальной индуктивности определяется на низкой частоте, где практически отсутствует влияние собственной емкости.
Эффективная индуктивность катушки —
значение индуктивности, определенное
с учетом влияния собственной емкости,
собственной индуктивности и изменения
начальной проницаемости сердечника.
В настоящее время частично катушки индуктивности также как резисторы и конденсаторы можно отнести к изделиям общего применения. Они производятся на специализированных предприятиях и предназначены для продажи. Однако много катушек проектируют и производят те предприятия, в изделиях которых предполагается их эксплуатация. То есть такие катушки являются изделиями частного применения.
Для катушек обоих типов существует понятие номинальной индуктивности. Номинальная индуктивность — значение индуктивности, являющееся исходной для отсчета отклонений.
Номинальные индуктивности для катушек общего применения регламентируется обычно рядами Е6 и Е12 с допусками 1 %, 2 %, 5 %, 10 %, 20 % и 30 %.
Номинальные индуктивности и допуски
для катушек частного применения
определяются результатами электрического
расчета, представленным в
техническом задании на разработку
катушки и регламентируются
стандартами предприятий или техническими
условиями на конкретную аппаратуру.
На практике под индуктивностью катушки обычно имеют ввиду собственную индуктивность. В РЭА применяются катушки с индуктивностью от долей микрогенри (контурные высокочастотные) до десятков генри (дроссели фильтров выпрямителей). Контурные катушки по величине индуктивности изготовляются с точностью от 0,2 до 0,5%, а для других катушек индуктивности допустима точность до 30 %.
Индуктивность катушки пропорциональна линейным размерам обмотки катушки, магнитной проницаемости сердечника, квадрату числа витков намотки и соотношению размеров экрана и обмотки.
В зависимости от вида и типа обмотки существуют различные аналитические или графические алгоритмы расчета ее параметров.
Из теоретической электротехники известно следующее выражение для индуктивности длинного соленоида круглого сечения (предполагается = 1)
,
где — магнитная постоянная;
— относительная магнитная проницаемость материала;
— число витков
— длина магнитной силовой линии.
Это
выражение дает достаточно точный (до
2%) результат лишь для соленоидов,
длина которых от 20 до 30 раз больше
диаметра, со сплошной намоткой проводом,
имеющим бесконечно тонкую изоляцию.
В реальных соленоидах (катушках)
длина обычно соизмерима с диаметром.
Благодаря этому магнитное поле у концов
катушки искривляется, крайние витки
сцепляются с меньшим числом магнитных
силовых линий и фактическая индуктивность
оказывается меньше расчетной.
Точный учет этого явления приводит к громоздким, неудобным для практики выражениям. Поэтому для простоты в расчетные формулы вводят поправочные коэффициенты, величина которых зависит от отношения . Наиболее удобной является следующая формула
,
где — индуктивность, мкГн; —диаметр катушки, см. Значения поправочных коэффициентов для однослойных катушек определяются из графиков = f( ).
Катушки индуктивности — Часть 1 Основы индукторов ①｜Азбука электроники｜Журнал TDK Techno
Катушки индуктивности — Часть 1 Основы индукторов ①
- фейсбук
- твиттер
- Линкедин
Эта статья переиздана.
Прошлые статьи были реорганизованы и переписаны. Он включает информацию о прошлых технологиях и продуктах, которая в настоящее время не обрабатывается TDK.
Наряду с резисторами и конденсаторами катушки индуктивности (катушки) являются одной из трех основных категорий пассивных компонентов электронных устройств. Катушки проявляют особые характеристики, когда через них проходит ток, и благодаря использованию этих характеристик катушки индуктивности играют важную роль в цепях питания, общих сигнальных цепях и высокочастотных цепях.
Магнитные свойства тока и катушек
Электрический ток, протекающий в проводнике, создает магнитное поле, которое может оказывать влияние на его окрестности. Это известно как электромагнитный эффект тока, открытый в 1820 году Гансом Христианом Эрстедом.
Благодаря этому эффекту два параллельных проводника, по которым течет ток в одном направлении, притягиваются друг к другу. Напротив, они отталкивают друг друга, если ток течет в противоположных направлениях. Чтобы измерить силу этой силы притяжения или отталкивания, Андре-Мари Ампер построил устройство, в котором проводники были подвешены на прямоугольной раме. Ампер также построил катушку с проводником, намотанным в цилиндрической форме, и назвал ее соленоидом. Это происхождение соленоидной катушки, используемой в антенных катушках и т.п. Примерно в то же время было также обнаружено, что соленоидная катушка, в которой течет ток, обладает свойствами, подобными магниту.
Ориентацию силовых линий магнитного поля можно установить с помощью так называемого правила правого винта. Если направление тока уподобить правостороннему винту, ввинчиваемому в материал, линии магнитного поля ориентированы в том же направлении, что и вращающийся винт.
￥
Если электрический ток в двух параллельных проводниках течет в одном направлении, на проводники действует сила притяжения. Если ток течет в противоположных направлениях, на них действует сила отталкивания.
Катушки и магнитные силовые линии
Когда в катушке течет ток, магнитные силовые линии объединяются и также проходят через сердечник катушки.
Правило большого пальца правой руки
Это правило позволяет легко понять направление магнитных силовых линий по отношению к току.
Электромагнитная индукция и индуктивность катушки
Принцип электромагнитной индукции был открыт Майклом Фарадеем в 1831 году.
Это относится к электродвижущей силе, вызванной изменениями магнитного потока, явлению, противоположному току, создающему магнитные силовые линии, которые приводят к магнитному эффекту. Например, если две катушки намотаны на железный сердечник круглой формы, и если катушка на первичной стороне подключена к батарее через переключатель, включение и выключение переключателя приведет к протеканию тока по катушке на вторичной стороне. , за счет действия электродвижущей силы (индуцированной электродвижущей силы). Это явление электромагнитной индукции также называют взаимной индукцией.
Взаимная индукция
Самоиндукция и индуктивность катушки
Эффект электромагнитной индукции также возникает в установке с одной катушкой. Когда ток, протекающий через катушку, изменяется, создаваемый магнитный поток также изменяется соответствующим образом, создавая электродвижущую силу в катушке.
Это называется самоиндукцией. Электродвижущая сила (V) в это время выражается приведенной ниже формулой, где константа пропорциональности L выражает собственную индуктивность. Обычно, когда указывается индуктор катушки, это относится к собственной индуктивности.
Индуктивность является наиболее важным параметром катушки. Магнитный поток (φ), создаваемый в катушке, пропорционален индуктивности (L) и протекающему току (I).
Закон Ленца
Так называемый закон Ленца предлагает простой способ узнать направление, в котором будет течь ток, индуцированный электромагнитной индукцией. Закон гласит, что индуцированный ток противодействует изменению магнитного потока или изменению тока и течет таким образом, чтобы сохранить исходное состояние.
Это отношение представляет собой отношение «толкай, если толкают, тяни, если тянут», что напоминает реакцию в механике и поэтому также называется законом реакции.
Конструкция катушки и индуктивность
Индуктивность катушки изменяется в зависимости от формы катушки. Например, индуктивность однослойной катушки соленоида можно рассчитать с помощью приведенного ниже уравнения. Коэффициент Нагаока (k) — это поправочный коэффициент для формы катушки, введенный физиком профессором Хантаро Нагаока. Он создает график, подобный показанному ниже, для катушки с радиусом r площади поперечного сечения и длиной l. При бесконечно длинном витке (2r/l = 0) коэффициент Нагаоки равен 1, а при витке конечной длины меньше 1.
Это означает, что при одной и той же площади поперечного сечения чем меньше длина, тем меньше снизить индуктивность.
Основные способы увеличения индуктивности
Из приведенного выше уравнения ясно, что более длинная катушка, большая площадь поперечного сечения и большее количество витков будут иметь эффект увеличения индуктивности. Кроме того, даже при одинаковых параметрах индуктивности использование в качестве сердечника магнитного тела с высокой магнитной проницаемостью значительно увеличит индуктивность по сравнению с воздушным сердечником. Магнитная проницаемость – это показатель способности поглощать магнитный поток. Материалы, которые легко намагничиваются (высокая магнитная восприимчивость), обладают более высокой магнитной проницаемостью.
Относительная магнитная проницаемость различных материалов
Магнитная проницаемость материала по сравнению с магнитной проницаемостью вакуума называется относительной магнитной проницаемостью (значение без единицы измерения).
Если принять относительную магнитную проницаемость вакуума за 1, значение для слабых магнитных веществ (немагнитных материалов), таких как воздух, вода, медь или алюминий, также будет около 1. Напротив, относительная магнитная проницаемость мягких ферромагнитных веществ, таких как никеля, железа, феррита или электромагнитной стали колеблется от нескольких сотен до 100 000 и более. Магнитомягкий материал — это материал, который легко намагничивается внешним магнитным полем, но чья намагниченность исчезает при удалении внешнего поля.
Что такое индуктор (катушка)? | Tech
Катушки индуктивности называются пассивными компонентами, такими же, как резисторы (R) и конденсаторы (C), и являются электронными
компоненты, обозначенные буквой «L».
Он имеет функцию поддержания постоянного тока. Способность индуктора
выражается «индуктивностью». Единицей является Генри (H).
Катушка индуктивности имеет ту же структуру, что и катушка, но большинство катушек индуктивности, называемых катушками индуктивности, имеют одну обмотку (1 виток). Одни намотаны только жилами, а другие имеют сердечник внутри намотанных проводников. Действие индуктора пропорционально квадрату числа витков или радиуса и обратно пропорционально длине.
Основные принципы индукторов
Прежде всего, давайте кратко объясним принцип работы катушек индуктивности. При протекании электрического тока по проводнику вокруг него создается магнитная сила в направлении правой резьбы. Когда ток течет через индуктор с проводниками, намотанными вокруг него в одном направлении, магнитное поле, создаваемое вокруг провода, связывается вместе и становится электромагнитом (рис. 1). И наоборот, также возможно генерировать электрический ток из магнитной силы.
Рисунок (1)Рисунок (2)Рисунок (3)Принцип индукторов
Когда магнит перемещается ближе или дальше от индуктора, который стал электромагнитом, магнитное поле индуктора изменяется.
Это вызывает протекание электрического тока, чтобы создать «силу, препятствующую изменению», которая пытается поддерживать направление и импульс магнитного поля. Это называется «электромагнитная индукция».
Как показано на принципиальной схеме, при протекании постоянного тока через индуктор (рис. 2) в начале протекания тока создается электродвижущая сила в направлении, препятствующем протеканию тока. Это свойство называется эффектом самоиндукции. Однако позже, когда постоянный ток достигает определенного значения, магнитный поток перестает изменяться, и электродвижущая сила больше не генерируется, поэтому току больше не препятствуют.
Электродвижущая сила, создаваемая в индукторе, пропорциональна скорости изменения тока (ΔI /Δt) .
V＝L・ΔI／Δt
V: Электродвижущая сила (В)
L: Индуктивность (Гн)
ΔI /Δt: Скорость изменения тока (А/с)
С другой стороны, при подаче переменного тока (рис. 3) напряжение становится больше, когда ток увеличивается от 0
потому что скорость изменения тока самая большая.
По мере замедления скорости увеличения тока напряжение уменьшается, и в точке, где ток достигает своего максимума, напряжение становится равным нулю.
Когда ток начинает падать от своего максимального значения, начинает генерироваться отрицательное напряжение, и напряжение находится в самой низкой точке, когда ток достигает нуля. Глядя на формы сигналов напряжения и тока здесь, мы видим, что электродвижущая сила генерируется с фазой, которая на 1/4 медленнее.
Таким образом, переменный ток труднее передать, чем постоянный. Кроме того, если частота переменного тока превышает определенное значение, ток будет постоянно блокироваться электродвижущей силой, и ток не будет течь. Следовательно, чем выше частота переменного напряжения, тем труднее течь току.
Подводя итог
- При протекании тока создается магнитная сила.
- При изменении магнитного поля течет ток
- Легко пропускает постоянный ток и трудно пропускает переменный ток.
Благодаря этим свойствам катушки индуктивности используются в различных приложениях.
1. Приложения для силовых цепей
Как упоминалось выше, катушки индуктивности могут легко пропускать постоянный ток (DC), но у них есть свойство, затрудняющее прохождение переменного тока (AC). Кроме того, при прохождении переменного тока индукторы обладают свойством подавлять его волны и преобразовывать их в более плавный ток. По этой причине катушки индуктивности используются в цепях питания электронных схем, работающих от постоянного тока.
Обычные источники питания представляют собой цепи переменного тока, поэтому для работы электронных схем необходимо пройти через сглаживающую цепь для регулировки тока. В этих сглаживающих схемах используются катушки индуктивности. Катушки индуктивности также полезны для устранения шума из-за их способности удерживать высокочастотный переменный ток. Катушки индуктивности, используемые в цепях электропитания, в основном называются силовыми индукторами или дроссельными катушками.
2. Приложения для высокочастотных цепей
Основной механизм и концепция катушек индуктивности для высокочастотных цепей такие же, как и для цепей электропитания.
Однако высокочастотные цепи, которые часто используются для связи, такие как беспроводная локальная сеть, находятся в диапазоне высоких частот от нескольких десятков МГц до нескольких ГГц, поэтому в таких цепях нельзя использовать обычные катушки индуктивности. Поэтому используются катушки индуктивности с более высокими характеристиками (добротность: добротность), чем обычные катушки индуктивности.
Катушка индуктивности в идеале должна иметь только функцию индуктивности, но в действительности она имеет внутреннюю и оконечную сопротивление, а также имеет распределительную емкость и другие характеристики, благодаря которым катушки действуют как электроды конденсатора.
Конденсаторы противоположны индукторам тем, что они обладают свойством пропускать переменный ток, не пропуская постоянный ток. Поэтому при низкой частоте преобладают характеристики катушки индуктивности. Тем не менее, когда частота превышает определенный уровень, функция конденсатора преобладает над функцией индуктора, и его уже нельзя использовать в качестве индуктора.
Частота, при которой происходит это изменение, называется собственной резонансной частотой. При протекании тока с частотой, близкой к частоте собственного резонанса, свойства катушки индуктивности и свойства конденсатора компенсируют друг друга. В результате импеданс (сопротивление в цепях переменного тока) катушки индуктивности уменьшается, и может протекать больший ток. Используя это свойство, катушки индуктивности для высокочастотных цепей используются с целью извлечения сигналов с определенными частотами.
3. Применение силового трансформатора
Катушки индуктивности также используются в трансформаторах, установленных на опорах электропередач и т.п. В трансформаторных приложениях их чаще называют не катушками индуктивности, а катушками. Когда к индуктору прикладывается переменное напряжение, ток, протекающий через него, изменяется, что вызывает изменение магнитной силы, и эта магнитная сила воздействует на окружающие индукторы, создавая напряжение. Такого рода действие называется «взаимная индукция».
В трансформаторе на изменение магнитной силы, создаваемой током, протекающим через катушку с большим числом витков, влияет соседняя катушка с меньшим числом витков, тем самым генерируя большее напряжение и повышая напряжение.
В дополнение к преобразованию напряжения для силовых цепей существуют другие типы катушек индуктивности, используемые в радио и беспроводных цепях, такие как «IFT», которые извлекают сигналы промежуточной частоты, и «аудиопреобразователи», которые преобразуют сигналы звуковой частоты.
Далее рассмотрим основные классификации катушек индуктивности и их характеристики. Существует множество способов классификации их, но здесь мы сначала классифицируем их по структуре обмотки.
1. Катушка индуктивности проволочная
Катушка индуктивности с проволочной обмоткой — это катушка индуктивности, наиболее близкая по форме к катушке, с проводником, намотанным в виде спирали, как описано в первом разделе. Некоторые индукторы полые, в то время как другие имеют проводники, намотанные на сердечник (например, шпульки, используемые в швейных машинах).
Существуют различные размеры и формы в зависимости от области применения и значения индуктивности.
Они подходят для цепей, в которых должен протекать большой ток или где требуется высокое значение индуктивности.
2. Многослойные катушки индуктивности
Многослойные катушки индуктивности состоят из чередующихся слоев феррита или керамики и катушек. Рисунок катушки создается не намоткой проводников, а трафаретной печатью проводников поверх феррита или другого материала. Слои и слои этого используются, чтобы дать ему свойства катушки. С другой стороны, из-за своей структуры он также имеет внутри конденсаторный компонент.
Катушки индуктивности имеют разные названия в зависимости от их использования
Катушки индуктивности используются в различных сферах нашей повседневной жизни. В зависимости от применения их называют катушками, дросселями, реакторами, соленоидами, сетевыми фильтрами и т. д., как и в случае с трансформаторами. Ниже приведен список типичных имен.