Индуктор Обозначение, параметри и видове индуктори
Един от най-известните и необходими елементи на аналоговите радио схеми е индукторът. В цифровите електронни схеми индуктивните елементи практически са загубили своето значение и се използват само в силови устройства като изглаждащи филтри.
Индукторите на електрическите схеми се обозначават с латинската буква “L ” и имат следното изображение.
Има десетки разновидности на индуктори. Те са високочестотни, нискочестотни, с ядра за настройка и без тях. Има намотки с кранове, намотки, предназначени за високо напрежение. Ето как изглеждат например бобините без рамка.
Намотките за микровълново оборудване се наричат микролентови линии. Дори не приличат на бобини. Такъв ефект като резонанс се свързва с индуктори и гениалният Никола Тесла получи милиони волта на резонансни трансформатори.
Основният параметър на бобината е нейната индуктивност. Стойността на индуктивността се измерва вХенри (H, английски - "H"). Това е доста голяма стойност и затова на практика се използват по-малки стойности (mH,mH - милихенри иμH,μH - микрохенри), съответно 10 -3 и 10 -6 Хенри. Стойността на индуктивността на бобината е посочена до нейното условно изображение (например 100 μH). За да не се объркате в микрохенри и милихенри, съветвам ви да разберете каква е съкратената нотация на числените стойности.
Много фактори влияят върху индуктивността на бобината. Това е както диаметърът на жицата, така и броят на завъртанията, а при високи честоти, когато се използват безрамкови намотки с малък брой навивки, индуктивността се променя чрез приближаване или раздалечаване на съседни навивки.
Често, за да се увеличи индуктивността, в рамката се въвежда феромагнитна сърцевина иза да се намали индуктивността, сърцевината трябва да е месингова. Тоест, можете да получите желаната индуктивност не чрез увеличаване на броя на завъртанията, което води до увеличаване на съпротивлението, а чрез използване на намотка с по-малко завои, но с помощта на феритна сърцевина. Индуктор със сърцевина е показан на диаграмите, както следва.
В действителност бобина със сърцевина може да изглежда така.
Можете също така да намерите индуктори с ядро за настройка. Те са показани така.
Бобина с тунинг ядро изглежда така на живо.
Такава бобина, като правило, има сърцевина, чиято позиция може да се регулира в малък диапазон. В този случай стойността на индуктивността също се променя. Тримерните индуктори се използват в устройства, където е необходима еднократна настройка. В бъдеще индуктивността не се регулира.
Наред с настройващите бобини можете да намерите и бобини с регулируема индуктивност. На диаграмите такива намотки са обозначени така.
За разлика от настройващите бобини, регулируемите индуктори позволяват множество настройки на позицията на сърцевината, а оттам и на индуктивността.
Друг параметър, който се среща доста често, е качественият фактор на веригата. Коефициентът на качество се разбира като съотношението между реактивното и активното съпротивление на индуктора. Коефициентът на качество обикновено е в диапазона 15 - 350.
На базата на индуктор и кондензатор е направен най-необходимият възел от радиотехнически устройства, осцилаторна верига. Диаграмата показва входната верига на прост радиоприемник, предназначен да работи в средни и дълги вълнови ленти.
В момента практически няма станции в тези ленти. Индукторът L1 има достатъчноголям брой завъртания, за да покриете обхвата максимално. За да се подобри приемането, към първата намотка L1 е свързана външна антена. Може да бъде просто парче тел в рамките на два метра.
Поради големия брой навивки в индуктора L1 има цял спектър от честоти и поне пет до шест работещи радиостанции. Две индуктивности L1 и L2, навити на една и съща рамка, сависокочестотен трансформатор. За да изберете станция, работеща на индуктор L2, например, при честота 650 kHz, е необходимо да настроите осцилаторната верига на тази честота с помощта на променлив кондензатор C1.
След това избраният сигнал може да бъде подаден към основата на транзистора на високочестотния усилвател. Това е едно от приложенията на индуктора. Точно на същия принцип са изградени изходните стъпала на радио и телевизионните предаватели, само че в обратен ред. Антената не получава слаб сигнал, но предава ЕМП в космоса.
Има много примери за използване на индуктор. Фигурата показва много проста, но добре доказана защита от пренапрежение.
Филтърът се състои от двадросела (дросели) L1 и L2 и два кондензатора C1 и C2. на стари схеми дроселите могат да бъдат обозначени като Dr1 и Dr2. Сега това е рядкост. Индукторите се навиват с тел PEL-0,5 - 1,5 mm. върху рамка с диаметър 5 милиметра и съдържат по 30 навивки. Много е добре да включите варистор паралелно на мрежата 220V. Тогава защитата срещу пренапрежение ще бъде почти пълна. По-добре е да не използвате керамични кондензатори като кондензатори, а да търсите стари, но надеждни MBM за напрежение най-малко 400V.
Ето как изглежда дроселът на входния филтър на ATX компютърно захранване.
Както можете да видите, той е навит върху пръстеновидно ядро. На диаграмата е посочено по следния начин. Точките отбелязват началото на навиването на проводника. Това е важно, тъй като ще повлияе на посоката на магнитния поток.
Изходните токоизправители на едно модерно импулсно захранване винаги са проектирани според вериги с пълна вълна. Добре познат токоизправителен диоден мост, в който практически не се използват големи загуби. Токоизправителите с пълна вълна използват комплекти от два диода на Шотки. Най-важната характеристика на токоизправителите в импулсните захранвания са филтрите, които започват с дросел (индуктивност).
Напрежението, взето от изхода на токоизправител с индуктивен филтър, зависи освен от амплитудата и от коефициента на запълване на импулсите, така че е много лесно да се регулира изходното напрежение чрез регулиране на коефициента на запълване на входа. Процесът на регулиране на работния цикъл на импулсите се нарича широчинно-импулсна модулация (PWM), а като контролен чип се използва PWM контролер.
Тъй като амплитудата на напрежението на входовете на всички токоизправители се променя по един и същи начин, стабилизирайки едно напрежение, PWM контролерът стабилизира всичко. За да се увеличи ефекта, дроселите на всички филтри са навити на обща магнитна верига.
Ето как са подредени изходните вериги на компютърно захранване във форматиAT иATX. На неговата печатна платка е лесно да се открие дросел с обща магнитна верига. Ето как изглежда на дъската.
Както вече споменахме, този индуктор не само филтрира високочестотния шум, но също така играе важна роля в стабилизирането на изходните напрежения +12, -12, +5, -5. Ако отлепите този индуктор от веригата, тогава захранването ще работи, но изходните напрежения ще „ходят“ и в много големи граници - проверено запрактика.
Тъй като магнитната верига на такъв дросел е обща и индукторите не са електрически свързани, тогава в диаграмите такъв дросел е обозначен, както следва.
Тук числото след точката (L1.1 ; L1.2 и т.н.) показва поредния номер на намотката на електрическата схема.
Друго много добре известно приложение на индуктора е в системите за запалване на превозни средства. Тук индукторът работи като импулсен трансформатор. Той преобразува напрежението от 12V от батерията във високо напрежение от порядъка на няколко десетки хиляди волта, което е достатъчно за генериране на искра в запалителната свещ.
Когато токът протича през първичната намотка на бобината за запалване, бобината съхранява енергия в своето магнитно поле. Когато преминаването на ток в първичната намотка спре, изчезващото магнитно поле индуцира мощен кратък импулс с напрежение 25–35 киловолта във вторичната намотка.
Импулсен трансформатор от същите индуктори е основният блок на добре известно устройство за самозащита като пистолет за зашеметяване. Може да има няколко схеми, но принципът е един и същ: преобразуване на ниско напрежение от малка батерия или акумулатор в импулс с нисък ток, но много високо напрежение. При сериозни модели напрежението може да достигне 75 - 80 киловолта.