Inductoren

Inductoren zorgen ervoor dat elektrische energie kan worden opgeslagen in een magnetisch veld. Typische toepassingen zijn afvlakfilters en diverse selectieve circuits.

De elektrische eigenschappen van inductieve spoelen worden bepaald door hun ontwerp, de eigenschappen van het materiaal van de magnetische kern en de configuratie ervan, het aantal spoelwindingen.

Hieronder staan ​​​​de belangrijkste factoren waarmee u rekening moet houden bij het kiezen van een inductor:

a) de vereiste waarde van inductantie (H, mH, mkГ-n. nHn),

b) maximale spoelstroom. Hoge stroom is erg gevaarlijk vanwege overmatige verwarming die de isolatie van de wikkelingen beschadigt. Bovendien, als de stroom te groot is, kan verzadiging van het magnetische circuit met de magnetische flux optreden, wat zal leiden tot een aanzienlijke vermindering van de inductantie,

(c) de nauwkeurigheid van de inductantie,

d) temperatuurcoëfficiënt van inductantie,

e) stabiliteit bepaald door de afhankelijkheid van de inductantie van externe factoren,

f) actieve weerstand van de wikkeldraad,

g) Q-factor van de spoel. Het wordt meestal gedefinieerd bij de werkfrequentie als de verhouding tussen inductieve en actieve weerstand,

h) frequentiebereik van de spoel.

Er worden momenteel RF-inductoren geproduceerd voor vaste frequentiewaarden met inductanties van 1 μH tot 10 mH. Voor het afstemmen van resonantiekringen is het wenselijk om spoelen te hebben met instelbare zelfinductie.

Enkellaagse inductoren met een open magnetisch circuit worden gebruikt in circuits voor het afstemmen van instrumenten.

Meerlagige open magnetische circuitwikkelingen worden gebruikt in filters en hoogfrequente transformatoren. Gepantserde meerlagige inductoren met een ferrietkern worden gebruikt in laag- en middendoorlaatfilters en transformatoren, en soortgelijke wikkelingen, maar met een stalen kern, worden gebruikt in afvlakkingssmoorspoelen en laagdoorlaatfilters.

Inductor formules

De belangrijkste benaderingsrelaties die worden gebruikt bij het ontwerp van inductoren zijn als volgt.

1. De parameters van enkellaagse inductoren, waarbij de verhouding van lengte tot diameter groter is dan 5, worden gedefinieerd als

waarbij L - inductantie, μH, M - aantal windingen, d - spoeldiameter, cm, l - wikkellengte, zie

2. De parameters van meerlagige inductoren, waarbij de verhouding van diameter tot lengte groter is dan 1, worden gedefinieerd als

waar L - inductantie, μH, n - het aantal windingen, dm - de gemiddelde diameter van de spoel, cm, e - dikte van de spoel, zie

Enkel- en meerlaagse spoelen met een open magnetisch circuit van ferriet hebben een inductantie van 1,5 - 3 keer deze, afhankelijk van de eigenschappen en configuratie van de kern. Messing kern geplaatst in plaats van ferriet kern. zal de inductantie tot 60-90% verminderen in vergelijking met de kernloze waarde.

Een ferrietkern kan worden gebruikt om het aantal windingen te verminderen met behoud van dezelfde inductantie.

Bij het produceren van spoelen met een inductantie van 100 μH tot 100 mH voor lage en middenfrequenties, wordt aanbevolen om kernferrietpantserkernen van de KM-serie te gebruiken. In dit geval bestaat het magnetische circuit uit twee naast elkaar gemonteerde kopjes, waaraan een eendelige spoel, twee bevestigingsbeugels en een stelstang zijn bevestigd.

De benodigde inductantie en het aantal windingen kunnen uit de formules worden berekend

waarbij N het aantal windingen is, L — inductantie, nH, Al — inductantiecoëfficiënt, nH/vit.

U moet altijd onthouden dat voordat u de inductantie berekent, u het aantal windingen moet bepalen dat op een bepaalde spoel past.

Hoe kleiner de diameter van de draad, hoe groter het aantal windingen, maar hoe groter de weerstand van de draad en, natuurlijk, de verwarming door het vrijgekomen vermogen gelijk aan Az2R... De effectieve waarde van de spoelstroom mag niet hoger zijn dan 100 mA voor een draad met een diameter van 0,2 mm. 750 mA — voor 0,5 mm en 4 A — voor 1 mm.

Kleine opmerkingen en tips

De inductantie van stalen kernwikkelingen neemt zeer snel af naarmate de gelijkstroom in de wikkeling toeneemt. Hiermee moet vooral rekening worden gehouden bij het ontwerpen van afvlakfilters voor de voeding.

De maximale stroom van de inductor is afhankelijk van de omgevingstemperatuur en stelt vrouwen in staat om af te nemen naarmate deze toeneemt. Om een ​​betrouwbare werking van het apparaat te garanderen, moet daarom een ​​grote stroomreserve worden voorzien.

Ferriet ringkernen zijn effectief voor het maken van filters en transformatoren boven 30 MHz. In dit geval bestaan ​​de wikkelingen uit slechts enkele windingen.

Wanneer elk type draad wordt gebruikt, wordt een deel van de magnetische veldlijnen niet langs het magnetische circuit gesloten, maar door de ruimte eromheen. Dit effect is vooral uitgesproken in het geval van open magnetische circuits. Merk op dat deze magnetische strooivelden bronnen van interferentie zijn, dus de kernen moeten zodanig in de apparatuur worden geplaatst dat deze interferentie zoveel mogelijk wordt beperkt.

Inductoren hebben een bepaalde parasitaire capaciteit die in combinatie met de inductantie van de spoel een oscillerend circuit vormt. De resonantiefrequentie van zo'n schakeling kan voor verschillende typen inductoren variëren van 20 kHz tot 100 MHz.