Катушка сопротивлением – 2. Катушка индуктивности в цепи переменного тока | 3. Реактивное сопр. и импеданс - Индуктивность

Содержание

Индуктивное сопротивление катушки – Основы электроники

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 сопро¬тивлением, 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 1. Зависимость индуктивного сопротивления катушки от частоты переменного тока. Реактивное сопротивление катушки возрастает с увеличением часторы тока.

Индуктивное сопротивление обозначается буквой X_L и измеряется в омах.

Подсчет индуктивного сопротивления катушки для переменного тока данной частоты производится по формуле

X_L=2π• f •L

где X_L — индуктивное сопротивление в ом; f—частота переменного тока в гц; L — индуктивность катушки в гн

Как известно, величину 2π• f называют круговой частотой и обозначают буквой ω (омега). Поэтому приведенная выше формула может быть представлена так:

X_L=ω•L

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.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Катушка – сопротивление – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Катушка – сопротивление

Cтраница 1

Катушки сопротивления изготовляются по ТУ-П № ОПП. Катушки применяются по назначению в лабораторной и цеховой практике.
[2]

Катушка сопротивления, состоящая из тонкой проволоки, концы которой выведены на большие медные массы, приблизительно удовлетворяет этим условиям, потому что потенциал внутри массивного электрода является почти постоянным, и любые разности потенциалов в разных точках одного и того же электрода могут считаться пренебрежимо малыми в сравнении с разностью потенциалов двух электродов.
[3]

Катушка сопротивления – это проводник, который легко можно включить в вольтову цепь, с тем чтобы ввести в эту цепь известное сопротивление.
[4]

Катушки сопротивления изготовляются, как правило, из металлов, имеющих наибольшее сопротивление и мало меняющихся с температурой. Этому требованию очень хорошо удовлетворяет нейзильбер ( мельхиор), но оказалось, что некоторые образцы с годами меняют свои свойства. Поэтому для стандартных сопротивлений применяются некоторые ч истые металлы, а также сплав платины и серебра; относительное сопротивление таких катушек на протяжении нескольких лет найдено постоянным в пределах современной точности.
[5]

Катушки сопротивления по 2 5 ом включают в провода, соединяющие поверяемый мост с магазином, для создания требуемой величины внешнего сопротивления.
[7]

Катушки сопротивлений от 1 до 10000 ом и спирали в 0 1 ом наматываются бифилярно.
[8]

Катушки сопротивления с номинальным значением 100 ом и выше выполняются двухзажимными, а катушки ниже 100 ом имеют четыре зажима: два зажима токовые и два – потенциальные. С помощью токовых зажимов катушка включается в цепь тока, а сопротивление катушки определяется по падению напряжения между потенциальными зажимами.
[9]

Катушки сопротивлений, размещенные на панели, позволяют обес лечить постоянную нагрузку на телескоп при отключении одного из приборов и привести сопротивление проводов к определенной величине. Три подгоночные ( уравнительные) катушки служат: Ry – для подгонки сопротивления соединительных проводов от телескопа до панели; Ry – для подгонки сопротивления линии от панели к самопишущему милливольтметру; Зу – для подгонки сопротивления линии от панели к показывающему милливольтметру. Две эквивалентные катушки R3, сопротивления которых соответственно равны сопротивлениям самопишущего и показывающего милливольтметров, служат для замещения этих приборов. Сопротивление линии соединительных проводов от панели к каждому из милливольтметров и от панели к радиационному пирометру должно составлять 5 0 1 ома. Сопротивление каждой уравнительной катушки составляет 5 ом, эквивалентной катушки 175 ом.
[10]

Катушки сопротивлений, размещенные на панели, позволяют обес лечить постоянную нагрузку на телескоп при отключении одного из приборов и привести сопротивление проводов к определенной величине. Три подгоночные ( уравнительные) катушки служат: Ку – для подгонки сопротивления соединительных проводов от телескопа до панели; Ry – для подгонки сопротивления линии от панели к самопишущему милливольтметру; 1у – для подгонки сопротивления линии от панели к показывающему милливольтметру. Две эквивалентные катушки Ra, сопротивления которых соответственно равны сопротивлениям самопишущего и показывающего милливольтметров, служат для замещения этих приборов. Сопротивление линии соединительных проводов от панели к каждому из милливольтметров и от панели к радиационному пирометру должно составлять 5 0 1 ома. Сопротивление каждой уравнительной катушки составляет 5 ом, эквивалентной катушки 175 ом.
[11]

Катушки сопротивлений рассчитаны иа ток порядка сотых долей ампера, поэтому сильные токи через магазин сопротивлений проходить не должны. На рис. 10 представлен общий вид магазина сопротивлений на 1110 ом. Такие штепсельные реостаты изготовляют на НПО ом и на другие сопротивления.
[13]

Катушки сопротивления выполняют на номинальное значение сопротивления 10 л Ом, где п – целое число. Они имеют четыре зажима, два из которых называют токовыми, а два – потенциальными. Между потенциальными зажимами сопротивление катушки соответствует номинальному значению при включении катушки в цепь с помощью токовых зажимов. Обмотку катушки сопротивления выполняют из манганина, имеющего большое удельное электрическое сопротивление при малом температурном коэффициенте сопротивления, малой термо – ЭДС в паре с медью и при высокой стабильности своих свойств.
[14]

Страницы:

1

2

3

4

5

www.ngpedia.ru

Омическое сопротивление – катушка – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Омическое сопротивление – катушка

Cтраница 1

Омическое сопротивление катушки измеряется универсальным мостом. Точное соответствие значения омического сопротивления расчетному важно для катушек постоянного тока, так как значение R характеризует потребляемую мощность катушки и, следовательно, ее тепловой режим. Измерение сопротивления катушки производят сразу после намотки перед наложением наружной изоляции. В случае отклонения от указанных допусков число витков увеличивают или уменьшают.
[1]

Омическое сопротивление катушек колеблется от 9 до 18 000 ом.
[2]

Измеряется омическое сопротивление катушки универсальным мостиком.
[3]

Подчеркнем, что омическое сопротивление катушки ( с железным сердечником), имеющей индуктивность 1 гн, составляет обычно лишь несколько ом.
[4]

Под Rt подразумевается омическое сопротивление катушек, входящих в колебательный контур трансгенерации. Можно контур L f Ct присоединять и параллельно d, тогда L2 не будет входить в него.
[5]

Омического сопротивления ДКОИт контура ( омическое сопротивление катушки самоиндукции плюс дополнительное сопротивление Д, вводимое в контур) для разных колебательных режимов вплоть до критического.
[6]

Прозвонка с помощью омметра позволяет одновременно проверить и омические сопротивления катушек аппаратов и реле, установленных на щите или панели.
[8]

Важным случаем применения сложной связи является компенсация активной составляющей величины ik, вызванной омическим сопротивлением катушки саязи. Это индуктивная Т – образная секция, нагруженная с обеих сторон емкостями и содержащая в каждом плече последовательно включенное сопротивление потерь. Индуктивность связи LIZ неизбежно имеет некоторое сопротивление, так что св. Как было отмечено в параграфе, относящемся к количественному анализу, это приводит к случаю двух неравных по высоте горбов.
[9]

Величина тока в катушке на переменном токе не равна подведенному напряжению, деленному на омическое сопротивление катушки, как это имеет место при постоянном токе. Величина тока здесь должна быть такой, чтобы число потокосцеплений катушки соответствовало подведенному напряжению.
[10]

На рисунке 32 – 9 изображена схема мостика Уитстона, с помощью которого измеряют омическое сопротивление катушки индуктивностью L 0 1 Гн. Передвигая движок D по струне АВ, добились, что при медленном нажатии кнопки двойного ключа стрелка гальванометра G не отклоняется.
[11]

Эквивалентная схема отклоняющей катушки изображена на рис, 6.19, а, где LK – индуктивность катушки, г – омическое сопротивление катушки, Ск – междувитковая емкость катушки.
[12]

Статистические материалы по стабильности манганиновых сопротивлений дают основание использовать указанные режимы их термического и естественного старения, что обеспечивает изменение омического сопротивления катушек в пределах 0 005 – 0 01 % в год.
[13]

Полное шунтирующее сопротивление, в которое включено не только сопротивление яапрузки, но и шунтирующее действие входной и выходной проводимостей лампы, омическое сопротивление катушки и соединительных проводов.
[14]

Левая часть выражения представляет собой энергию, поступившую из сети за время dt; первый член правой части – потерю энергии в омическом сопротивлении катушки; второй член правой части – приращение энергии Магнитного поля в электромагните.
[15]

Страницы:

1

2

3

www.ngpedia.ru

Катушка индуктивности (дроссель) | Meanders.ru

Определение и теория катушек индуктивности

Катушка индуктивности (дроссель) — катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении, способная накапливать электромагнитную энергию в собственном магнитном поле. Обозначается – L. Внешний вид может быть различным, но если вы её мотаете самостоятельно, то будет выглядеть как-то так:

Схема для измерения индуктивности

Величина индуктивности измеряется в Генри [Гн].

1 Генри – очень большая величина, поэтому применяемые в технике катушки индуктивности имеют величины: микрогенри – 10^-6 (мкГн) и миллигенри – 10^-3 (мГн).

Процессы, происходящие в катушке индуктивности (далее — индуктивности) на временном графике при подключении индуктивности к источнику прямоугольного однополярного сигнала, показаны на рисунке.

Из рисунка сбоку видно, реакция индуктивности на воздействие электрического тока абсолютно противоположно реакции конденсатора (ёмкости). В момент подачи прямоугольного импульса источника тока (красный), ток индуктивности (фиолетовый) сначала равен нулю и с изменением времени увеличивается по экспоненте – индуктивность накапливает энергию, в начальный момент её внутреннее сопротивление максимально. Напряжение на выводах индуктивности (зелёный) наоборот сначала максимально, но потом по мере накопления энергии уменьшается по экспоненте до нуля. При пропадании входного импульса, так как индуктивность — элемент инерционный, напряжение на выводах индуктивности резко изменив полярность сначала максимально, а ток продолжает течь в том же направлении, уменьшаясь при этом по экспоненте – запасённая в индуктивности энергия иссякает. Напряжение из отрицательной области так же по экспоненте стремится к нулю. Скорость изменения напряжения и тока зависит от значения индуктивности. Чем больше индуктивность, тем медленнее они изменяются (экспонента более вытянута по времени). Напряжение и ток на нагрузочном резисторе ведут себя одинаково, и изображены на временном графике оранжевым цветом. Если сравнить с конденсатором — полная противоположность. Взаимосвязь тока и напряжения в индуктивности так же описывается законом Ома, с учётом реактивного с

meanders.ru

Катушка индуктивности | Практическая электроника

Словосочетание «катушка ниток» знакомо всем, но вот что такое катушка индуктивности слышали, думаю, не все. Вот что вы себе представляете под словом «катушка» ? Ну… это, наверное, какая-нибудь фиговинка, на которой намотаны нитки, леска, веревка, да что угодно!

Катушка индуктивности представляет из себя точь-в-точь то же самое, но вместо нитки, лески или чего-нибудь еще там намотана обыкновенная медная проволока в изоляции. Изоляция может быть из бесцветного лака, из проводной изоляции, и даже из матерчатой. Тут фишка такая, что хоть и провода в катушке индуктивности очень плотно прилегают к друг другу, они все равно изолированы друг от друга. Если будете мотать катушки индуктивности сами, ни в коем случае не вздумайте брать обычный медный голый провод!

Немного теории

Любая катушка индуктивности, как ни странно, обладает индуктивностью 🙂 Индуктивность катушки измеряется в Генри (Гн), обозначается буковкой L и замеряется LC — метром. Что такое индуктивность? Давайте разбираться. Если через проводок прогнать электрический ток, то он вокруг себя создаст магнитное поле:

где

В — магнитное поле, Вб

I — сила тока, А

А давайте возьмем и намотаем в спиральку этот провод и подадим на его концы электрический ток:

И у нас получится вот такая картина с магнитными силовыми линиями:

Грубо говоря, чем больше линий магнитного поля пересекут площадь этого соленоида, получается площадь цилиндра, тем больше будет магнитный поток (Ф). Так как по всей этой конструкции течет электрический ток, то значит в этот момент он обладает какой-то Силой тока (I). А коэффициент между магнитным потоком и силой тока называется индуктивностью, и вычисляется так:

С научной же точки зрения, индуктивность — это способность извлекать энергию из источника электрического тока и сохранять ее в виде магнитного поля. Если ток в катушке увеличивается, магнитное поле вокруг катушки расширяется, а если ток уменьшается — магнитное поле сжимается.

Катушка индуктивности обладает также очень интересными свойствами. При подаче на катушку электрического тока постоянного напряжения, в катушке возникает напряжение, противоположное напряжению электрического тока и оно потом исчезает через несколько долей секунд.

Это противоположное напряжение называется ЭлектроДвижущейСилой самоиндукции, или просто — ЭДС самоиндукции. Эта ЭДС зависит от индуктивности катушки. Поэтому, в момент подачи напряжения на катушку сила тока в течение долей секунд плавно меняет свое значение от 0 до некоторого значения, потому что напряжение,в момент подачи электрического тока, также меняет свое значение от ноля и до установившегося значения, согласно Закон Ома:

где

I — сила тока в катушке , А

U — напряжение в катушке, В

R — сопротивление катушки, Ом

Как мы видим по формуле, напряжение меняется от нуля и до напряжения, подаваемого в катушку, следовательно и ток тоже будет меняться от нуля и до какого то значения. Сопротивление катушки постоянное.

И второй прикол в катушке индуктивности заключается в том, что если мы разомкнем цепь катушка индуктивности — источник тока, то у нас ЭДС самоиндукции будет суммироваться к напряжению, которое мы подали на катушку. Следовательно, и ток будет в самом начале больше, а потом тихонько спадет до нуля. Время спада силы тока также зависит от индуктивности катушки.

Сделаем первые выводы о работе катушки индуктивности при подаче на нее постоянного тока. При подаче на катушку электрического тока, сила тока будет плавно увеличиваться, а при снятии электрического тока с катушки, сила тока резко возрастет в катушке и плавно убавиться до нуля. Короче говоря,сила тока в катушке мгновенно измениться не может. Это в электронике называют первым законом коммутации. Уфф, ну все, самое тяжелое позади :-).

Типы катушек индуктивности

Катушки индуктивности делятся в основном на два класса: с магнитным и немагнитным сердечником. Снизу на фото катушка с немагнитным сердечником.

Но где у нее сердечник? Воздух — это немагнитный сердечник :-). Такие катушки также могут быть намотаны на какой-нибудь цилиндрической бумажной трубочке. Индуктивность катушек с немагнитным сердечником используется, когда индуктивность не превышает 5 миллигенри.

А вот катушки индуктивности с сердечником:

В основном используют сердечники из феррита и железных пластин. Сердечники повышают индуктивность катушек в разы. Сердечники в виде кольца (тороидальные) позволяют получить большую индуктивность, нежели просто сердечники из цилиндра.

Для катушек средней индуктивности используются ферритовые сердечники:

Катушки с большой индуктивностью делают как трансформатор с железным сердечником, но с одной обмоткой, в отличие от трансформатора.

Также есть особый вид катушек индуктивностей. Это так называемые дроссели. Дроссель — это катушка индуктивности, задача которой состоит в том, чтобы создать в цепи большое сопротивление для переменного тока, чтобы подавить токи высоких частот.

Постоянный ток через дроссель проходит без проблем. Почему это происходит, можете прочитать в этой статье. Обычно дроссели включаются в цепях питания усилительных устройств. Дроссели предназначены для защиты источников питания от попадания в них высокочастотных сигналов (ВЧ-сигналов). На низких частотах (НЧ) они используются в фильтрах цепей питания и обычно имеют металлические или ферритовые сердечники. Ниже на фото силовые дроссели:

Также существует еще один особый вид дросселей — это сдвоенный дроссель. Он представляет из себя две встречно намотанных катушки индуктивности. За счет встречной намотки и взаимной индукции он более эффективен. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания, а также в звуковой технике.

Опыты с катушкой индуктивности

От каких факторов зависит индуктивность катушки? Давайте проведем несколько опытов. Я намотал катушку с немагнитным сердечником. Ее индуктивность настолько мала, что LC — метр мне показывает ноль.

Имеется ферритовый сердечник

Начинаю вводить катушку в сердечник на самый край

LC-метр показывает 21 микрогенри.

Ввожу катушку на середину феррита

35 микрогенри. Уже лучше.

Продолжаю вводить катушку на правый край феррита

20 микрогенри. Делаем вывод, самая большая индуктивность на цилиндрическом феррите возникает в его середине. Поэтому, если будете мотать на цилиндрике, старайтесь мотать в середине феррита. Это свойство используется для плавного изменения индуктивности в переменных катушках индуктивности:

где

1 — это каркас катушки

2 — это витки катушки

3 — сердечник, у которого сверху пазик под маленькую отвертку. Вкручивая или выкручивая сердечник, мы тем самым изменяем индуктивность катушки.

Экспериментируем дальше. Давайте попробуем сжимать и разжимать витки катушки. Для начала ставим ее в середину и начинаем сжимать витки

Индуктивность стала почти 50 микрогенри!

А давайте-ка попробуем расправим витки по всему ферриту

13 микрогенри. Делаем вывод: для максимальной индуктивности мотать катушку надо «виток к витку».

Убавим витки катушки в два раза. Было 24 витка, стало 12.

Совсем маленькая индуктивность. Убавил количество витков в 2 раза, индуктивность уменьшилась в 10 раз. Вывод: чем меньше количество витков — тем меньше индуктивность и наоборот. Индуктивность меняется не прямолинейно виткам.

Давайте поэкспериментируем с ферритовым кольцом.

Замеряем индуктивность

15 микрогенри

Отдалим витки катушки друг от друга

Замеряем снова

Хм, также 15 микрогенри. Делаем вывод: расстояние от витка до витка не играет никакой роли в катушке индуктивности тороидального исполнения.

Мотнем побольше витков. Было 3 витка, стало 9.

Замеряем

Офигеть! Увеличил количество витков в 3 раза, а индуктивность увеличилась в 12 раз! Вывод: индуктивность меняется не прямолинейно виткам.

Если верить формулам для расчета индуктивностей, индуктивность зависит от «витков в квадрате». Эти формулы я здесь выкладывать не буду, потому как не вижу надобности. Скажу только, что индуктивность зависит еще от таких параметров, как сердечник (из какого материала он сделан), площадь поперечного сечения сердечника, длина катушки. Остальные факторы мы разобрали в опытах. Более подробно про формулы расчета здесь. Но лучше все таки изготовить катушку опытным путем с замером ее индуктивности на каждом этапе.