Induktori

Induktori omogućuju pohranjivanje električne energije u magnetskom polju. Tipične primjene su filtri za izglađivanje i razni selektivni krugovi.

Električne karakteristike induktivnih zavojnica određene su njihovom konstrukcijom, svojstvima materijala magnetske jezgre i njezinom konfiguracijom, brojem zavoja zavojnice.

Ispod su glavni čimbenici koje treba uzeti u obzir pri odabiru induktora:

a) tražena vrijednost induktiviteta (H, mH, mkG-n. nHn),

b) maksimalna struja zavojnice. Velika struja je vrlo opasna zbog pretjeranog zagrijavanja koje oštećuje izolaciju namota. Osim toga, ako je struja prevelika, može doći do zasićenja magnetskog kruga magnetskim tokom, što će dovesti do značajnog smanjenja induktiviteta,

(c) točnost induktiviteta,

d) temperaturni koeficijent induktiviteta,

e) stabilnost određena ovisnošću induktiviteta o vanjskim čimbenicima,

f) aktivni otpor žice namota,

g) Q-faktor zavojnice. Obično se definira na radnoj frekvenciji kao omjer induktivnog i aktivnog otpora,

h) frekvencijsko područje zavojnice.

Trenutno se proizvode RF induktori za fiksne vrijednosti frekvencije s induktivitetima od 1 μH do 10 mH. Za ugađanje rezonantnih krugova poželjno je imati zavojnice s podesivim induktivitetom.

Jednoslojni induktori s otvorenim magnetskim krugom koriste se u krugovima za ugađanje instrumenata.

Višeslojni namoti otvorenog magnetskog kruga koriste se u filtrima i visokofrekventnim transformatorima. Oklopljeni višeslojni induktori s feritnom jezgrom koriste se u niskopropusnim i srednjepropusnim filtrima i transformatorima, a slični namoti, ali s čeličnom jezgrom, koriste se u glatkim prigušnicama i niskopropusnim filtrima.

Formule induktora

Glavni aproksimacijski odnosi korišteni u dizajnu induktora su sljedeći.

1. Parametri jednoslojnih induktora, gdje je omjer duljine i promjera veći od 5, definirani su kao

gdje je L - induktivnost, μH, M - broj zavoja, d - promjer zavojnice, cm, l - duljina namota, vidi

2. Parametri višeslojnih induktora, gdje je omjer promjera i duljine veći od 1, definirani su kao

gdje je L - induktivnost, μH, n - broj zavoja, dm - prosječni promjer zavojnice, cm, e - debljina zavojnice, vidi

Jednoslojne i višeslojne zavojnice s otvorenim feritnim magnetskim krugom imat će induktivitet 1,5 - 3 puta veći od ovoga, ovisno o svojstvima i konfiguraciji jezgre. Mjedena jezgra postavljena umjesto feritne jezgre. smanjit će induktivitet do 60-90% u usporedbi s njegovom vrijednošću bez jezgre.

Feritna jezgra može se koristiti za smanjenje broja zavoja uz zadržavanje istog induktiviteta.

Pri proizvodnji zavojnica s induktivitetom od 100 μH do 100 mH za niske i srednje frekvencije, preporuča se koristiti feritne oklopne jezgre serije KM. U ovom slučaju, magnetski krug se sastoji od dvije čašice postavljene jedna pored druge, na koje su pričvršćene jednodijelne zavojnice, dva pričvrsna nosača i šipka za podešavanje.

Potreban induktivitet i broj zavoja mogu se izračunati iz formula

gdje je N broj zavoja, L — induktivitet, nH, Al — koeficijent induktiviteta, nH/vit.

Uvijek biste trebali imati na umu da prije izračunavanja induktiviteta morate odrediti broj zavoja koji može stati na danu zavojnicu.

Što je manji promjer žice, to je veći broj zavoja, ali je veći otpor žice i, naravno, njezino zagrijavanje zbog oslobođene snage jednake Az2R... Efektivna vrijednost struje zavojnice ne bi trebala prelazi 100 mA za žicu promjera 0,2 mm. 750 mA — za 0,5 mm i 4 A — za 1 mm.

Male napomene i savjeti

Induktivitet namota čelične jezgre vrlo brzo opada kako se istosmjerna struja u namotu povećava. Ovo treba posebno uzeti u obzir pri projektiranju filtara za izglađivanje napajanja.

Maksimalna struja induktora ovisi o temperaturi okoline i omogućuje smanjivanje struje kako se povećava. Stoga, kako bi se osigurao pouzdan rad uređaja, mora se osigurati velika rezerva struje.

Feritne toroidalne jezgre učinkovite su za izradu filtara i transformatora iznad 30 MHz. U ovom slučaju, namoti se sastoje od samo nekoliko zavoja.

Kada se koristi bilo koja vrsta žice, dio linija magnetskog polja zatvoren je ne duž magnetskog kruga, već kroz prostor oko njega. Ovaj učinak je posebno izražen u slučaju otvorenih magnetskih krugova. Imajte na umu da su ta lutajuća magnetska polja izvori smetnji, pa se jezgre moraju postaviti u opremu na način da se te smetnje smanje što je više moguće.

Induktori imaju određeni parazitni kapacitet koji u kombinaciji s induktivitetom zavojnice tvori titrajni krug. Rezonantna frekvencija takvog kruga za različite vrste induktora može varirati od 20 kHz do 100 MHz.