Induktori

Induktori ļauj elektrisko enerģiju uzglabāt magnētiskajā laukā. Tipiski pielietojumi ir izlīdzinošie filtri un dažādas selektīvās shēmas.

Induktīvo spoļu elektriskos raksturlielumus nosaka to konstrukcija, magnētiskā serdeņa materiāla īpašības un tā konfigurācija, spoles apgriezienu skaits.

Tālāk ir norādīti galvenie faktori, kas jāņem vērā, izvēloties induktors:

a) nepieciešamā induktivitātes vērtība (H, mH, mkГ-n. nHn),

b) maksimālā spoles strāva. Liela strāva ir ļoti bīstama pārmērīgas karsēšanas dēļ, kas bojā tinumu izolāciju. Turklāt, ja strāva ir pārāk liela, var rasties magnētiskās ķēdes piesātinājums ar magnētisko plūsmu, kas ievērojami samazinās induktivitāti,

c) induktivitātes precizitāte,

d) temperatūras induktivitātes koeficients,

e) stabilitāte, ko nosaka induktivitātes atkarība no ārējiem faktoriem,

f) tinuma stieples aktīvā pretestība,

g) spoles Q koeficients. Parasti to darba frekvencē definē kā induktīvās un aktīvās pretestības attiecību,

h) spoles frekvenču diapazons.

Pašlaik tiek ražoti RF induktori fiksētām frekvencēm ar induktivitāti no 1 μH līdz 10 mH. Rezonanses ķēžu noregulēšanai vēlams, lai būtu spoles ar regulējamu induktivitāti.

Instrumentu regulēšanas shēmās tiek izmantoti viena slāņa induktori ar atvērtu magnētisko ķēdi.

Daudzslāņu atvērtās magnētiskās ķēdes tinumus izmanto filtros un augstfrekvences transformatoros. Bruņotās daudzslāņu indukcijas ar ferīta serdi izmanto zemas un vidējas caurlaidības filtros un transformatoros, un līdzīgus tinumus, bet ar tērauda serdi, izmanto izlīdzināšanas droseles un zemas caurlaidības filtros.

Induktora formulas

Galvenās induktoru projektēšanā izmantotās tuvināšanas attiecības ir šādas.

1. Viena slāņa induktoru parametri, kuru garuma attiecība pret diametru ir lielāka par 5, ir definēti kā

kur L — induktivitāte, μH, M — apgriezienu skaits, d — spoles diametrs, cm, l — tinuma garums, sk.

2. Daudzslāņu induktoru parametri, kuru diametra attiecība pret garumu ir lielāka par 1, ir definēti kā

kur L — induktivitāte, μH, n — apgriezienu skaits, dm — spoles vidējais diametrs, cm, e — spoles biezums, sk.

Viena un daudzslāņu spolēm ar atvērtu ferīta magnētisko ķēdi induktivitāte būs 1,5–3 reizes lielāka atkarībā no serdeņa īpašībām un konfigurācijas. Ferīta serdes vietā ievietota misiņa serde. samazinās induktivitāti līdz 60-90%, salīdzinot ar tā bezkodolu vērtību.

Ferīta serdi var izmantot, lai samazinātu apgriezienu skaitu, vienlaikus saglabājot to pašu induktivitāti.

Ražojot spoles ar induktivitāti no 100 μH līdz 100 mH zemām un vidējām frekvencēm, ieteicams izmantot KM sērijas serdeņu ferīta bruņu serdeņus. Šajā gadījumā magnētiskā ķēde sastāv no divām blakus novietotām krūzītēm, kurām ir piestiprināta vienas sekcijas spole, divi stiprinājuma kronšteini un regulēšanas stienis.

Nepieciešamo induktivitāti un apgriezienu skaitu var aprēķināt pēc formulām

kur N ir apgriezienu skaits, L — induktivitāte, nH, Al — induktivitātes koeficients, nH/vit.

Jums vienmēr jāatceras, ka pirms induktivitātes aprēķināšanas jums ir jānosaka apgriezienu skaits, kas var ietilpt konkrētai spolei.

Jo mazāks ir stieples diametrs, jo lielāks ir apgriezienu skaits, bet jo lielāka ir stieples pretestība un, protams, tā sildīšana, pateicoties atbrīvotajai jaudai, kas vienāda ar Az2R... Spoles strāvas efektīvajai vērtībai nevajadzētu pārsniedz 100 mA vadam ar diametru 0,2 mm. 750 mA — 0,5 mm un 4 A — 1 mm.

Mazas piezīmes un padomi

Tērauda serdes tinumu induktivitāte samazinās ļoti strauji, palielinoties līdzstrāvai tinumā. Tas īpaši jāņem vērā, izstrādājot barošanas avota izlīdzināšanas filtrus.

Induktora maksimālā strāva ir atkarīga no apkārtējās vides temperatūras un ļauj sievām samazināties, tai palielinoties. Tāpēc, lai nodrošinātu uzticamu ierīces darbību, ir jānodrošina liela strāvas rezerve.

Ferīta toroidālie serdeņi ir efektīvi filtru un transformatoru izgatavošanai virs 30 MHz. Šajā gadījumā tinumi sastāv tikai no dažiem pagriezieniem.

Ja tiek izmantots jebkura veida vads, daļa magnētiskā lauka līniju tiek aizvērta nevis gar magnētisko ķēdi, bet gan caur telpu ap to. Šis efekts ir īpaši izteikts atvērtu magnētisko ķēžu gadījumā. Ņemiet vērā, ka šie izkliedētie magnētiskie lauki ir traucējumu avoti, tāpēc serdeņi jāievieto iekārtā tā, lai pēc iespējas samazinātu šos traucējumus.

Induktoriem ir noteikta parazitārā kapacitāte, kas kopā ar spoles induktivitāti veido svārstību ķēdi. Šādas ķēdes rezonanses frekvence dažāda veida induktoriem var svārstīties no 20 kHz līdz 100 MHz.