Как намотать катушку индуктивности: Намотка катушек индуктивности

Содержание

Ручная намотка и расчет индуктивности катушек «Универсаль. Как наматывают катушки индуктивности? Приспособление для намотки катушки индуктивности своими руками

Расчет и изготовление катушки индуктивности, дросселя. Типовые электронные схемы с дросселями. Как сделать индуктор своими руками (10+)

Дроссель, катушка индуктивности — Проектирование, изготовление, применение

Изготовление дросселя

Сначала определимся с материалом магнитопровода (сердечника). Если частота больше 10 кГц, то используем ферриты, если меньше 3 кГц, то железо, если между этими значениями, то решаем, исходя из конкретных условий.

Дросселя изготавливаются с зазором в сердечнике. Правильная толщина зазора в сочетании с нужным числом витков обеспечивает нужные параметры дросселя.

Вашему вниманию подборка материалов:

Реактивное сопротивление катушки индуктивности

Идеальная катушка индуктивности не обладает классическим омическим сопротивлением, сопротивление дросселя постоянному току равно нулю.

Но если к катушке индуктивности приложить переменное напряжение, то за счет периодического накопления энергии в магнитном поле и последующей отдачи ее, в цепи будет протекать конечный ток.

Причем ток через дроссель не зависит от напряжения в текущий момент, а зависит от истории изменения напряжения, то есть определяется первообразной напряжения от времени. Так, если на дроссель подано синусоидальное напряжение, то ток будет иметь форму минус косинуса. Именно благодаря такому фазовому сдвигу на идеальной катушке индуктивности не рассеивается тепловая энергия.

На реальных катушках индуктивности и в цепях вокруг них тепловая энергия, конечно, рассеивается, так как все они обладают ненулевым омическим сопротивлением. Именно на нем и рассеивается мощность.

Если рассматривать синусоидальное напряжение и оперировать понятиями действующего напряжения и тока, то можно написать формулу, напоминающую закон Ома для резисторов. [Действующий ток через дроссель ] = [Действующее напряжение на дросселе ] / [Z ], где [Z ] = (2 * ПИ * [Частота напряжения ] * [Индуктивность дросселя ]). Эта формула полезна при расчете индуктивных делителей переменного напряжения и фильтров высших и низших частот.

Особенности применения дросселей в схемах

Дроссели можно соединять последовательно и параллельно.

[Индуктивность последовательно соединенных дросселей ] = +

[Индуктивность параллельно соединенных дросселей ] = 1 / (1 / [Индуктивность первого дросселя ] + 1 / [Индуктивность второго дросселя ])

На рисунке приведены типовые схемы на катушках индуктивности. (А) — Индуктивный делитель переменного напряжения. [Напряжение на нижнем дросселе ] = [Входное напряжение ] * / ([индуктивность нижнего дросселя ] + [индуктивность верхнего дросселя ]) (Б) — Фильтр высших частот. (В) — Фильтр низших частот.

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости , чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи. сообщений.

А что такое E в первой формуле, прямо таки получается огромная величина индукти вности. В первой формуле правдоподобно, если индуктивность в микрогенри Если я правильно понял, то, например, E-3 означает 0.001?

Катушки индуктивности предназначены для фильтрации токов высокой частоты. Они устанавливаются в колебательных контурах и используются для других целей в электрических и электронных схемах. Готовое устройство заводского изготовления надёжнее в работе, но дороже, чем изготовленное своими руками. Кроме того, не всегда удаётся приобрести элемент с необходимыми характеристиками. В этом случае расчёт катушки индуктивности и само устройство можно сделать самостоятельно.

Конструкция катушки

Каркас устройства изготавливается из диэлектрика. Это может быть тонкий (нефольгированный) гетинакс, текстолит, а на тороидальных сердечниках –просто обмотка из лакоткани или аналогичного материала.

Обмотка выполняется из одножильного или многожильного изолированного провода.

Внутрь обмотки вставляется сердечник. Он изготавливается из железа, трансформаторной стали, феррита и других материалов. Он может быть замкнутым, тороидальным (бублик), квадратным или незамкнутым (стержень). Выбор материала зависит от условий работы: частоты, магнитного потока и других параметров.

Протекающий по проводу электрический ток создаёт вокруг него электромагнитное поле. Соотношение величины поля к силе тока называется индуктивностью. Если провод свернуть кольцом или намотать на каркас, то получится катушка индуктивности. Её параметры рассчитывают по определённым формулам.

Расчёт индуктивности прямого провода

Индуктивность прямого стержня – 1-2мкГн на метр. Она зависит от его диаметра. Точнее можно рассчитать по формуле:

L=0.2l(logl/d-1), где:

  • d – диаметр провода,
  • l – длина провода.

Эти величины нужно измерять в метрах (м). При этом результат будет иметь размерность микрогенри (мкГн). Вместо натурального логарифма ln допустимо использовать десятичный lg, который в 2,3 раза меньше.

Предположим, что какая-то деталь подключена проводами длиной 4 см и диаметром 0,4 мм. Произведя при помощи калькулятора расчет по выше приведённой формуле, получаем, что индуктивность каждого из этих проводов составит (округлённо) 0,03 мкГн, а двух – 0,06 мкГн.

Ёмкость монтажа составляет порядка 4,5пФ. При этом резонансная частота получившегося контура составит 300 МГц. Это диапазон УКВ.

Важно! Поэтому при монтаже устройств, работающих в частотах УКВ, длину выводов деталей нужно делать минимальной.

Расчёт однослойной намотки

Для увеличения индуктивности провод сворачивается кольцом. Величина магнитного потока внутри кольца выше примерно в три раза. Рассчитать её можно при помощи следующего выражения:

L = 0,27D(ln8D/d-2), где D – диаметр кольца, измеренный в метрах.

При увеличении количества витков индуктивность продолжает расти. При этом индукция отдельных витков влияет на соседние, поэтому получившиеся параметры пропорциональны не количеству витков N, а их квадрату.

Дроссель с сердечником

Параметры обмотки, намотанной на каркас, диаметром намного меньше длины рассчитывается по формуле:

Она справедлива для устройства большой длины или большого тора.

Размерность в ней дана в метрах (м) и генри (Гн). Здесь:

  • 0 = 4 10-7 Гн/м – магнитная константа,
  • S = D2/4 – площадь поперечного сечения обмотки, магнитная проницаемость магнитопровода, которая меньше проницаемости самого материала и учитывает длину сердечника; в разомкнутой конструкции она намного меньше, чем у материала.

Например, если стержень антенны изготовить из феррита с проницаемостью 600 (марки 600НН), то у получившегося изделия она будет равна 150. При отсутствии магнитного сердечника = 1.

Для того чтобы использовать это выражение для расчёта обмоток, намотанных на тороидальном сердечнике, его необходимо измерять по средней линии “бублика”. При расчёте обмоток, намотанных на железе Ш-образной формы без воздушного зазора, длину пути магнитного потока измеряют по средней линии сердечника.

В расчёте диаметр провода не учитывается, поэтому в низкочастотных конструкциях сечение провода выбирается по таблицам, исходя из допустимого нагрева проводника.

В высокочастотных устройствах, так же как и в остальных, стремятся свести омическое сопротивление к минимуму для достижения максимальной добротности прибора. Простое повышение сечения провода не помогает. Это приводит к необходимости наматывать обмотку в несколько слоёв. Но ток ВЧ идёт преимущественно по поверхности, что приводит к увеличению сопротивления. Добротность в высокочастотных элементах растёт вместе с увеличением всех размеров: длины и диаметров обмотки и провода.

Максимальная добротность получается в короткой обмотке большого диаметра, с соотношением диаметр/длина, равным 2,5. Параметры такого устройства вычисляются по формуле:

L=0.08D2N2/(3D+9b+10c).

В этой формуле все параметры измеряются в сантиметрах (см), а результат получается в микрогенри (мкГн).

По этой формуле рассчитывается также плоская катушка. Диаметр “D” измеряется по среднему витку, а длина “l” по ширине:

Многослойная намотка

Многослойная намотка без сердечника вычисляется по формуле:

L=0.08D2N2/(3D+9b+10c).

Размеры здесь измеряются в сантиметрах (см), а результат получается в микрогенри (мкГн).

Добротность такого устройства зависит от способа намотки:

  • обычная плотная намотка – самая плохая, не более 30-50;
  • внавал и универсал;
  • “сотовая”.

Для увеличения добротности при частоте до 10 мГц вместо обычного, одножильного провода, можно взять литцендрат или посеребренный проводник.

Справка. Литцендрат – это провод, скрученный из большого количества тонких изолированных друг от друга жил.

Литцендрат имеет большую поверхность, по сравнению с одножильным проводником того же сечения, поэтому на высоких частотах его сопротивление ниже.

Использование сердечника в высокочастотных устройствах повышает индуктивность и добротность катушки. Особенно большой эффект даёт использование замкнутых сердечников. При этом добротность дросселя зависит не от активного сопротивления провода, а от проницаемости магнитопровода. Рассчитывается такой прибор по обычным формулам для низкочастотных устройств.

Сделать катушку или дроссель можно самостоятельно. Перед тем, как её изготавливать, необходимо рассчитать индуктивность катушки по формулам или при помощи онлайн-калькулятора.

Видео


Каждый любитель мастерить электронные приборы и , не раз сталкивался с необходимостью намотать катушку индуктивности или дроссель. В схемах конечно указывают число намотки катушки и каким проводом, но что делать если указанного диаметра провода нет в наличии, а есть намного толще или тоньше??

Я расскажу вам как это сделать на моем примере.
Хотел я сделать вот эту схему . Намоточные данные катушек в схеме указаны (6 витков провода 0.4 на каркасе 2мм) эти намоточные данные соответствуют 47nH-нано Генри, все бы нормально но провод у меня был 0. 6мм. Помощь я нашел в программе Coil32.

Открываем программу


В низу мы видим что в программе можно вычислить практически любую катушку. Стоит только выбрать из списка нужную, выбираем (однослойную катушку виток к витку)


Заходим в настройки и нажимаем Опции


В появившемся окне выбираем нГн


Возвращаемся к нашей схеме, например я вам не говорил какая индуктивность катушек и у вас есть только намоточные данные, как же нам теперь узнать какая же их индуктивность??

Для этого вставляем в окошки известные нам данные этих катушек, длину намотки подбираем до тех пор пока вычисления не совпадут с нашими данными.


И так вычисления показали что длина намотки 3.1мм при 6-и витках провода 0.4,на оправке 2мм. а индуктивность 47нГн.
Теперь ставим диаметр нашего провода 0.6мм.


Но теперь индуктивность маленькая, значит начинаем увеличивать например длину намотки, получилось 5.5мм


Вот и все, катушка готова.

Но если вы например уже вытравили платы, а размер контактов для катушки остался прежним, то есть для катушки с длиной намотки 3мм, а у вас же получилась на 5.5мм (намного больше и впаять рядом 3 таких катушки будет проблематично)

Значит нужно нашу катушку уменьшить, ставим в окошко диаметр каркаса не 2мм, а 4мм. И наша катушка с проводом 0.6мм, уменьшается в длине с 5.5мм до 3мм и число витков 3.5, +/- 1-2 нГн роли большой не сыграет, зато мы сможем легко впаять наши индуктивности.


Вот и все, надеюсь моя статья поможет вам. В этой программе можно рассчитывать разные катушки, выбирайте из списка какая вам нужна и все у вас получится.

Индуктивность катушки зависит от ее размеров, количества витков и способа намотки. Чем больше эти параметры, тем выше индуктивность. Если катушка наматывается плотно виток к витку, то индуктивность ее будет больше по сравнению с катушкой, намотанной неплотно, с промежутками между витками. Когда требуется изготовить катушку по заданным размерам и нет провода нужного диаметра, то при использовании более толстого провода надо сделать больше витков, а тонкого — уменьшить их количество, чтобы получить необходимую индуктивность. Все приведенные выше рекомендации справедливы при намотке катушек без ферритовых сердечников.

Расчет однослойных цилиндрических катушек производится по формуле

где L — индуктивность катушки, мкГн;
D — диаметр катушки, см;
l — длина намотки катушки, см;
и n — число витков катушки.

Расчет катушки выполняется в следующих случаях:

1 — по заданным геометрическим размерам необходимо определить индуктивность катушки;
2 — при известной индуктивности требуется определить число витков и диаметр провода катушки. То есть намотать катушку определенной индуктивности, что часто скажем надо для фильтров.

В первом случае все исходные данные, входящие в формулу, известны, и расчет не представляет затруднений.

Пример. Определим индуктивность катушки, изображенной на рис.1, где l = 2 см, D = 1,8 см, число витков n = 20. Подставив в формулу все необходимые величины, получим

Во втором случае известны диаметр катушки и длина намотки, которая, в свою очередь, зависит от числа витков и диаметра провода. Поэтому расчет рекомендуется проводить по следующей схеме. Исходя из конструкции изготавливаемого прибора, определяют размеры катушки (диаметр и длину намотки), а затем рассчитывают число витков по следующей формуле:

Определив число витков, вычисляют диаметр провода с изоляцией по формуле

где d — диаметр провода, мм;

l — длина обмотки, мм;
n — число витков.

Пример. Нужно изготовить катушку диаметром 1 см при длине намотки 2 см, имеющую индуктивность 0,8 мкГн. Намотка рядовая, виток к витку. Подставив в последнюю формулу заданные величины, получим

диаметр провода

Если катушку наматывать проводом меньшего диаметра, то нужно полученные расчетным путем 14 витков разместить по всей ее длине (20 мм) с равными промежутками между витками, то есть с большим шагом намотки. Индуктивность данной катушки будет на 1-2% меньше номинальной, что следует учитывать при ее изготовлении. Если для намотки берется провод большего диаметра, чем 1,43 мм, следует сделать новый расчет, увеличив диаметр или длину намотки катушки. Возможно, придется увеличить и то, и другое одновременно, пока не будут получены необходимые габариты катушки, соответствующие заданной индуктивности.
Следует заметить, что по приведенным выше формулам рекомендуется рассчитывать катушки, у которых длина намотки l равна половине диаметра или превышает эту величину. Если же она меньше половины диаметра, то более точные результаты можно получить по формулам

Расчет катушек индуктивности под конкретный провод

Пересчет катушек индуктивности производится при отсутствии провода нужного диаметра, указанного в описании конструкции, и замене его проводом другого диаметра, а также при изменении диаметра каркаса катушки.
Если отсутствует провод нужного диаметра, можно воспользоваться другим. Изменение диаметра в пределах до 25% в ту или другую сторону вполне допустимо и, как правило, не отражается на качестве работы. Более того, увеличение диаметра провода допустимо во всех случаях, так как при этом уменьшается омическое сопротивление катушки и повышается ее добротность. Уменьшение же диаметра ухудшает добротность и увеличивает плотность тока на единицу сечения провода, которая не может быть больше допустимой величины.
Пересчет количества витков однослойной цилиндрической катушки при замене провода одного диаметра другим производится по формуле

где n — новое количество витков катушки; n1 — число витков катушки, указанное в описании; d — диаметр имеющегося провода; d1 — диаметр провода, указанного в описании.
В качестве примера приведем пересчет числа витков катушки, изображенной на рис.1, для провода диаметром 0,8 мм

(длина намотки l = 18×0,8 — 14,4 мм).
Таким образом, количество витков и длина намотки несколько уменьшились. Для проверки правильности пересчета рекомендуется выполнить новый расчет катушки с измененным диаметром провода:

При пересчете катушки, связанном с изменением ее диаметра, следует пользоваться процентной зависимостью между диаметром и числом витков. Эта зависимость заключается в следующем: при увеличении диаметра катушки на определенное число процентов количество витков уменьшается на столько же процентов, и, наоборот, при уменьшении диаметра на равное число процентов увеличивается количество витков. Для упрощения расчетов за диаметр катушки можно принимать диаметр каркаса.
В качестве примера произведем пересчет числа витков катушки, имеющей 40 витков при длине намотки 2 см и диаметр каркаса 1,5 см, на диаметр, равный 1,8 см. Согласно условиям пересчета диаметр каркаса увеличивается на 3 мм, или на 20%. Следовательно, для сохранения неизменной величины индуктивности этой катушки при намотке на каркас большого диаметра нужно уменьшить число витков на 20%, или на 8 витков. Новая катушка будет иметь 32 витка. Длина намотки также уменьшится на 20%, или до 1,6 см.
Проверим пересчет и определим допущенную погрешность. Исходная катушка имеет индуктивность:

Индуктивность новой катушки на каркасе с увеличенным диаметром:

Ошибка при пересчете составляет 0,32 мкГн, то есть меньше 2,5%, что вполне допустимо для расчетов в радиолюбительской практике.

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 ПВХ-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 своими руками, ни в коем случае не вздумайте брать обычный медный голый провод!

Индуктивность

Любая катушка индуктивности обладает индуктивностью . Индуктивность катушки измеряется в Генри (Гн), обозначается буковкой L и замеряется с помощью LC – метра .

Что такое индуктивность? Если через провод пропустить электрический ток, то он вокруг себя создаст магнитное поле:

где

В – магнитное поле, Вб

I –

А давайте возьмем и намотаем в спиральку этот провод и подадим на его концы напряжение


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


Грубо говоря, чем больше линий магнитного поля пересекут площадь этого соленоида, в нашем случае площадь цилиндра, тем больше будет магнитный поток (Ф) . Так как через катушку течет электрический ток, значит, через нее проходит ток с Силой тока (I), а коэффициент между магнитным потоком и силой тока называется индуктивностью и вычисляется по формуле:

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, то магнитное поле сжимается.

Самоиндукция

Катушка индуктивности обладает также очень интересным свойством. При подаче на катушку постоянного напряжения, в катушке возникает на короткий промежуток времени противоположное напряжение.

Это противоположное напряжение называется ЭДС самоиндукции. Эта зависит от значения 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 Закону 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 для постоянного тока также постоянное.

И второй феномен 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 уже подали на катушку.

То есть как только мы разрываем цепь, на катушке напряжение в этот момент может быть в разы больше, чем было до размыкания цепи, а сила тока в цепи катушки будет тихонько падать, так как ЭДС самоиндукции будет поддерживать убывающее напряжение.

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 будет плавно убывать до нуля. Короче говоря, сила тока в катушке мгновенно измениться не может.

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.


Дроссели

Также есть особый вид катушек индуктивностей. Это так называемые . 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 цепей питания и обычно имеют металлические или ферритовые сердечники. Ниже на фото силовые дроссели:


Также существует еще один особый вид дросселей – это . 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

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.


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.

Обозначение на схемах


Последовательное и параллельное соединение катушек

При последовательном соединении индуктивностей , их общая индуктивность будет равняться сумме индуктивностей.


А при параллельном соединении получаем вот так:


При соединении индуктивностей должно выполняться правило, чтобы они были пространственно разнесены на плате. Это связано с тем, что при близком расположении друг друга их магнитные поля будут влиять с друг другом, и поэтому показания индуктивностей будут неверны. Не ставьте на одну железную ось две и более тороидальных катушек. Это может привести к неправильным показаниям общей индуктивности.

Резюме

Катушка индуктивности играет в электронике очень большую роль, особенно в приемопередающей аппаратуре. На катушках индуктивности строятся также различные для электронной радиоаппаратуры, а в электротехнике ее используют также в качестве ограничителя скачка силы тока.

Ребята из Паяльника забабахали очень неплохой видос про катушку индуктивности. Советую посмотреть в обязательном порядке:

Способ намотки плоской катушки. Изготовление катушек тма, дма Способы намотки витков в катушке

Патент этот я выбрал по нескольким причинам. Очень многие, не понимая сути изобретения, часто бросают реплику «попробуй использовать бифилярки Теслы, — получишь хороший прирост КПД в своих устройствах». Причём, люди эти, даже отдалённо не предполагают, почему, собственно, такой способ намотки, вдруг, делает катушку более эффективной.

Ведь, если приглядеться, то становится понятно, что ток направлен всегда в одну сторону (например, по часовой стрелке) во всех витках, — и чётных, относящихся к одной намотке, и не чётных, относящихся ко второй,.. то есть, точно так же, как и в плоской катушке с намоткой в один провод. И магнитное поле, возникающее в любом произвольном витке, точно так же мешает движению зарядов (тока) в следующем витке, как это происходит и в простой катушке. Более того, индуктивные бифилярки Теслы часто путают с неиндуктивными бифилярками Купера, в которых ток в произвольно выбранных двух соседних витках течёт в разных направлениях (и которые, по сути, являются статическими усилителями мощности и рождают ряд аномалий, в том числе и антигравитационные эффекты). Тогда же рождается параллельный вопрос, — если намотка в два провода улучшает параметры катушки, то почему бы ни намотать в три, четыре… провода, т.е. сделать трифилярную, квадрофилярную и т.д. катушку, и не увеличить этот положительный эффект?


Отгадка приходит, как ни странно, с русским переводом самого патента. Всё дело в разнице потенциалов в двух соседних витках. Тесла подробно исследовал процесс индукции и самоиндукции, а так же потери, возникающие в катушках. Он выяснил, что если очень сильно повысить ёмкость катушки, то для данной частоты тока, понижается сопротивление в витках и эффект самоиндукции стремительно падает. Подробнее об этих соотношениях читайте в патенте.

Здесь на рисунке: верхняя кривая, — это величина, запасаемой энергии в бифилярной катушке Теслы, а нижняя кривая, — величина энергии в обычной плоской катушке, намотанной в один провод (опыт проведён в условиях резонанса).

Также многие не догадываются, что катушка эта разрабатывалась Теслой исключительно для условий резонанса (последовательный LС-контур, резонанс напряжений), и в обычном виде он её не использовал (точнее — использовал, но об этом, как нибудь в другой раз). В резонансе на концах индуктивности (катушки) появляется потенциал гораздо более мощный, чем внешний управляющий сигнал контура (подаваемое напряжение). Но снять напрямую его от туда нельзя. При подключении нагрузки соотношение L и C резонансного контура нарушается (уменьшается индуктивность) и система выходит из резонанса. Сам Тесла (в свой ранний творческий период) и не ставил такой цели. Поэтому, название патента очень хорошо отражает суть изобретения.


В более поздний период Тесла, конечно же, возжелал отобрать эту колоссальную, появляющуюся в катушке мощность (энергию свободных вибраций). Здесь нам на руку играет тот факт, что катушка индуктивная. Т.е. её можно использовать в качестве одной из обмоток трансформатора. Если сделать трансформатор с асимметричной взаимоиндукцией первичной и вторичной обмотки, то можно на вторичную повесить нагрузку и наслаждаться халявой. Если нагрузка имеет статический характер (например, лампочка), то всё на порядок упрощается, — в этом случае, даже трансформатор не обязателен. Главное — всё точно рассчитать. А теперь, собственно, сам патент:

Тому, кого это может касаться.

Да будет известно, что я, Никола Тесла, гражданин США, проживающий в Нью-Йорке изобрёл полезное усовершенствование в катушках для электромагнитов и других аппаратов, которое ниже описано в сопровождении рисунков. В электромеханических аппаратах и системах переменного тока самоиндукционные катушки или проводники могут во многих случаях работать с потерями, что известно, как промышленная эффективность, и что приносит вред в различных аспектах. Эффект самоиндукции упомянутый выше, может быть нейтрализован ёмкостью тока определённой степени в соответствии с самоиндуктивностью и частотой тока. Это достигается использованием конденсаторов, собранных и применяемых как отдельный инструмент.

Моё это изобретение имеет целью изготовить катушки совершенными и избежать вовлечение конденсаторов, которые дорогие, громоздкие и труднорегулируемые. Я заявляю, что в термин «катушка» я включаю понятия соленоиды или любые проводники различные части которых находятся во взаимоотношениях друг с другом и фактически повышают самоиндукцию.

Я выяснил, что в каждой катушке существуют определённые взаимоотношения между её самоиндукцией и ёмкостью, что позволяет току данной частоты и потенциала проходить через неё с омическим сопротивлением (DL: здесь Тесла имеет в виду исчезновение реактивного сопротивления) или, другими словами, как если она работает без самоиндукции. Это происходит в результате взаимоотношений между характером тока и самоиндукцией и ёмкостью катушки, т.е. количество последнего достаточно для нейтрализации самоиндукции для данной частоты. Известно, что чем выше частота или разность потенциалов тока, тем меньше ёмкость требуется для нейтрализации самоиндукции, поэтому в любой катушке, особенно небольшой ёмкости, можно достичь поставленных целей, если добиться нужных условий.

В обычных катушках разность потенциалов между витками или спиралями очень маленькая, поэтому пока они во взаимодействии с конденсаторами, они несут очень небольшую ёмкость и взаимоотношения между самоиндукцией и ёмкостью не такие, как при обычном состоянии, удовлетворяющем рассмотренным требованиям где ёмкость очень мала относительно самоиндукции.

Для достижения цели увеличения ёмкости любой катушки, я наматываю её таким образом, чтобы обеспечить наибольшую разность потенциалов между соседними витками, а поскольку энергия хранящаяся в катушке (считаем, как в конденсаторе) пропорциональна квадрату разности потенциалов между витками, то становится понятно, что я могу таким образом, посредством определённого расположения витков, достичь увеличение ёмкости.

Я изобразил в приложении чертёж, в соответствии с которым осуществил это изобретение.

Рис.1 — схема катушки, намотанной обычным способом. Рис.2 — схема катушки намотанной согласно изобретения.

Пусть -А- на Рис.1 обозначает любую катушку спиралей или витков, из которых она намотана и которые изолированы друг от друга. Предположим, что концы этой катушки показывают разность потенциалов 100 В и что она содержит 1000 витков. Тогда очевидно, что существует разность потенциалов в одну десятую вольта между двумя любыми смежными точками на соседних витках.

Если теперь, как показано на Рис. 2, проводник -В- намотан параллельно проводнику -А- и изолирован от него, а конец -А- будет соединён с началом проводника -В-, тогда длина собранных вместе проводников будет такая же и число витков тоже самое (1000). И тогда разность потенциалов между любыми двумя точками проводников -А- и -В- будет 50 В, а т.к. ёмкостный эффект пропорционален квадрату этой разности, то энергия скопившаяся в катушке будет теперь в 250000 раз больше!

Следуя этому принципу теперь я могу намотать любое количество катушек, не только описанным выше путём, но любым другим известным способом но так, чтобы обеспечить такую разность потенциалов между соседними витками, которая обеспечит необходимую ёмкость чтобы нейтрализовать самоиндукцию для любого тока, который может иметь место. Емкость полученная таким образом имеет дополнительное преимущество в том, что распределяется равномерно, что является наиболее важным в большинстве случаев. И как результат, оба параметра, — эффективность и экономия, легче достигаются тогда, если размер катушек, разность потенциалов и частота тока увеличиваются.

Катушки, состоящие из проводников в изоляторе и намотанные виток к витку и соединённые последовательно не являются новыми, и я не уделяю особого внимания для их описания. Однако, на что я обращаю внимание это то, что намотки другими способами могут привести к другим результатам.

Применяя моё изобретение, специалисты в этой области должны хорошо понимать зависимость между понятиями ёмкость, самоиндукция, частота и разность потенциалов тока. Также как и понимать какая ёмкость достигается и какая намотка должна иметь место для каждого конкретного случая.

Я заявляю в своём изобретении:

1. Катушка для электрического аппарата, состоит из витков, которые образуют часть цепи и между которыми существует разность потенциалов, достаточная для обеспечения ёмкости в катушке способной нейтрализовать самоиндукцию, как было описано.

2. Катушка, состоящая их изолированных проводников, соединённых последовательно имеет такую разность потенциалов, чтобы создать в целой катушке достаточную ёмкость для нейтрализации её самоиндукции.

Видео посвящено вопросу расчета тороидального трансформатора. При расчете используется классическая методика определения количества витков для первичной и вторичной катушек трансформатора. Кстати, в скором времени, для максимального удобства и ускорения расчета тороидального трансформатора, разработаю небольшую программу…Как раз сейчас занимаюсь программированием… Важный момент: приведенная мной методика расчета тороидального трансформатора справедлива исключительно для тороидальных магнитопроводов…Другими словами, расчет первичной и вторичной обмоток в случае с трансформатором на броневом сердечнике несколько отличается от приведенного мной.

3 лет назад

Подписывайтесь на нашу группу Вконтакте — http://vk.com/chipidip, и Facebook — https://www.facebook.com/chipidip * Что мы знаем про катушки индуктивности?Основа катушки — проводник, вокруг любого проводника с током всегда существует магнитное поле, причем это поле оказывается тем сильнее, чем больше сила тока в проводнике. Если требуется усилить магнитное поле — нужно свернуть провод в спираль, т.е. намотать катушку. Чем больше в ней витков и, чем меньше ее диаметр, тем сильнее созданное ею магнитное полеЧаще всего катушка представляет собой винтовую, спиральную или винтоспиральную конструкцию из одножильного или многожильного изолированного провода, намотанного на цилиндрический, тороидальный или прямоугольный каркас из диэлектрика, реже плоскую спираль, волну или полоску печатного или другого проводника. Также бывают и бескаркасные катушки. Намотка может быть как однослойной (рядовая и с шагом), так и многослойная (рядовая, внавал, «универсал»). Для увеличения индуктивности применяют сердечники из ферромагнитных материалов: электротехнической стали, пермаллоя, карбонильного железа, ферритов. Также сердечники используют для изменения индуктивности катушек в небольших пределах.Давайте рассмотрим основные свойства катушек:Основным параметром катушки индуктивности является её индуктивность, которая определяет, какой поток магнитного поля создаст катушка при протекании через неё тока силой 1 ампер. Типичные значения индуктивностей катушек от десятых долей мкГн до десятков Гн.Катушка индуктивности в электрической цепи хорошо проводит постоянный ток и в то же время оказывает сопротивление переменному, поскольку при изменении тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая этому изменению, значение которой e=-L*di/dt, где L — индуктивность катушки. Данное свойство является с одной стороны полезным — позволяя строить различные преобразователи, а с другой — крайне вредным, так как при отключении мощных индуктивных нагрузок, например электродвигателей, возникают выбросы обратного тока огромной мощности приводящие к повреждению и выходу из строя различных схем управленияКроме того, катушка индуктивности обладает реактивным сопротивлением величина которого равна: ХL=2Пf*L, где L- индуктивность катушки, а f — частота протекающего тока. Соответственно, чем больше частота тока, протекающего через катушку, тем больше её сопротивление.Весьма значимым является свойство катушки запасать энергию, равную работе, которую необходимо совершить для установления текущего тока I. Величина этой энергии равна E = ½*LI.Применение катушек индуктивности весьма разнообразно:Это…

8 лет назад

В этом видео говорится о том, как можно намотать электрическую катушку, обмотку, у которой не будет возникать ЭДС индукции при снятии с этой катушки напряжения, что подается на нее. Как известно, электрические катушки, что наматываются обычным образом, обладают индукцией. После резкого снятия напряжения питания с такой катушки на ее концах возникает резкий всплеск, скачок напряжения из-за эффекта ЭДС индукции. Этот эффект носит отрицательный характер, поскольку от этого всплеска могут пострадать различные чувствительные элементы, что находятся вблизи электронной схемы. Но есть способ намотки катушек, при котором можно нейтрализовать саму индуктивность. В этом случае обмотка из провода будет иметь только лишь активное сопротивления, и на ней будет отсутствовать магнитное поле, точнее оно будет нейтрализовано самим собой. Полное видео можно посмотреть тут » https://youtu.be/fRdgh5Tv3kM ==== сайт ЭлектроХобби » https://electrohobby.ru ===

8 месяцев назад

Катушки индуктивности и не только на сайте: http://vajdaudio.com.ua VAJD AUDIO (Вайд аудио) Компания Vajd Audio одна из первых на украинском рынке компания, которая занимается производством катушек индуктивности для акустических систем. Компания занимается созданием качественных продуктов для рынка HI-FI и HI-End класса и разного рода проектов АС под заказ, КИТ наборы, проектирование пассивных фильтров. Предоставляет услуги по измерению параметров динамиков и целой акустики. Катушки индуктивности На первый взгляд катушки ничем не различаются от других катушек, но все же таки имеют различие. Между отдельными витками ставится полипропиленовая пленка, что влияет на качество звучания. Звук становится динамичный, детальным, с хорошей глубиной сцены. Преимущество таких катушек от каркасных, это способность выдерживать большую нагрузку, не изменяя свои свойства. Есть возможность создавать нестандартные варианты намотки катушек индуктивности (для особо требовательных). Так же катушки могут быть в виде тора из трансформаторного железа с зазором. Такие катушки имеют очень малые габариты, большую добротность и малое сопротивление. Есть возможность намотки катушек индуктивности на ферритовых стержнях. Вайд аудио действительно не останавливается и продолжает искать новые знания, которые позволят улучшить продукцию. Большая просьба не писать под видео коммерческих запросов, по всем вопросам обращайтесь: Наша группа вконтакт: https://vk.com/creationhobby Связь с автором канала: https://vk.com/alexhase1983

2 лет назад

Продвижение в массы «Вихревой медицины». Унификация изготовления катушек Мишина. Правильная намотка «тора», с минимальными затратами. Делимся секретами. Вариант технологии намотки плоской: Остальные мои видео по вихревой медицине: https://www.youtube.com/watch?v=vnXPMBhLmVQ&list=PLkKOzDTSoj1U1Bu7sDNmp71lRb4WY9euf

1 лет назад

В ролике я выяснял какая катушка создаёт бОльшее магнитное поле — соленоид или плоская катушка. Соревнующиеся катушки были изготовлены из одинакового провода одинаковой длины. Для опытов использовался аккумулятор. В ролике звучит музыка собственного сочинения и исполнения.Всем СПАСИБО за просмотр.

3 лет назад

перед вами демонстрируется плоская бифилярная катушка ленточной намотки, такая намотка позволяет катушке отдавать и принимать мощные электротоки, незаменима для экспериментов с резонансом так как ленты накладываются на друг-друга и получается так называемый «слоёный пирог» чего нету в намотке шнуровой ибо там будет два диска независимые от друга-друга и эффекты будут совсем иные всем удачных экспериментов.

2 лет назад

Подписывайтесь на нашу группу Вконтакте — http://vk.com/chipidip, и Facebook — https://www.facebook.com/chipidip * Катушка индуктивности — винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении. Индуктивность катушки зависит от ее геометрических размеров, числа витков и способа намотки катушки. Чем больше диаметр, длина намотки и число витков катушки, тем больше ее индуктивность. Когда требуется намотать катушку по заданным размерам, но нет провода нужного диаметра, то при намотке ее более толстым проводом надо несколько увеличить, а тонким — уменьшить число витков катушки, чтобы получить необходимую индуктивность.Все эти соображения справедливы при намотке катушек без ферритовых сердечников, которые довольно часто встречаются в различных радиоприёмника и передатчиках, особенно китайского производства. Найти маркировку на проволочной пружинке естественно не удастся — её там просто нет. А знать индуктивность данной катушки иной раз жизненно необходимо — для этого можно воспользоваться формулой для расчета однослойных цилиндрических катушек, где L — индуктивность катушки, мкГн; D — диаметр катушки, см; l — длина намотки катушки, см; n-число витков катушки.Из этой формулы можно вывести любую из величин, например количество витков при известном диаметре и заданной индуктивности или диаметр катушки при ограниченной длине намотки.Следует заметить, что по приведенной формулам рекомендуется рассчитывать такие катушки, у которых длина намотки l равна или больше половины диаметра.

7 лет назад

♣МОЙ ПРОМЫШЛЕННЫЙ ГЕНЕРАТОР ATTEN AT20B — http://ali.pub/qwshy ♣ КАТУШКУ НЕ МОТАЮ НА ЗАКАЗ И НЕ ПРОДАЮ! КУПИТЕ, ЧТО-НИБУДЬ ИЗ ЭТИХ ТОВАРОВ, ТОВАРЫ КАЧЕСТВЕННЫЕ И ВОЗМОЖНО ПРИГОДЯТСЯ ВАМ, ДА И МНЕ БУДЕТ ПРИЯТНО: ♣ Цифровой амперметр+вольтметр в одном корпусе — http://ali.pub/2ecdxi ♣ ♣ Классный дешевый термоклей: http://ali.pub/xk8g1 ♣ ♣ Микронасосик, который качает воду в данной системе, питание 5-12 вольт: http://ali.pub/9s1gn ♣ ♣ Алюминиевый ватерблок: http://ali.pub/urayd ♣ ♣ Медный ватерблок: http://ali.pub/h6ko2 ♣ ♣ Синий ватерблок: http://ali.pub/4c1k2 ♣ ♣ Силиконовые провода 14 AWG (2.5 м. черного + 2.5 м. красного): http://ali.pub/p49bj ♣ ♣ Мультиметр VC97: http://ali.pub/2ebzda ♣ ♣ Силиконовые провода 6-30 AWG: http://ali.pub/ohenl ♣ ♣ Пирометр GM320: http://ali.pub/2ebyxx ♣ ♣ Электронный термометр (2 штуки): http://ali.pub/1nb7g ♣ ♣ Универсальный мини цанговый зажим для инструментов: http://ali.pub/kiao9 ♣ ♣ Универсальный микромоторчик на 12 вольт для разнообразных работ: http://ali.pub/mqeco ♣ ♣Шлифовальные насадки из наждачной бумаги: http://ali.pub/sk8pj ♣ ♣ Ваттметер (напряжение, ток, защита от перегрузки, косинус фи, мощность…) http://ali.pub/2ebya7 ♣ ♣ Электронный термостат с кучей разных настроек: http://ali.pub ♣ Постарался собрать всю самую необходимую информацию по намотке и настройке катушки Мишина. ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ Помочь мне в реализации очередного опыта, эксперимента и того чем я занимаюсь можно тут: ♣ http://www.donationalerts.ru/r/sergeymadebyme ♣ ♣ webmoney R299165634054 ♣ ♣ webmoney Z284892866936 ♣ ♣ QIWI 9221609112 ♣ ♣ Яндекс Деньги 41001311153350 ♣ ♣ Банковская карта 4779642631446325 ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ♣ ВСЕ МОИ ВИДЕО ПО КАТУШКЕ МИШИНА: Что такое катушка Мишина? Начало — https://www.youtube.com/watch?v=xHYEj50PdvY Первый эксперимент с катушкой Мишина! Грандиозные результаты! — https://www.youtube.com/watch?v=AO71HhqaN4c Второй эксперимент — https://www.youtube.com/watch?v=1al4vchlFIE Катушка Мишина. Материалы — https://www.youtube.com/watch?v=6OAe89Ydxnw Изготовление катушки Мишина. Time Lapse x16 — https://www.youtube.com/watch?v=johWRcEjFfE Подробная инструкция по изготовлению катушки Мишина — https://www.youtube.com/watch?v=0_H-m53e_gE Простейший генератор для катушки Мишина — https://www.youtube.com/watch?v=0TVfsdJK1sg Генератор MHS 5200 P+ и таймер 12V для катушки Мишина: https://www.youtube.com/watch?v=ox3CRZDHwVI МОЙ ВК: https://vk.com/id407713677

Сергей Комаров, UA3ALW

Для выполнения намотки «Универсаль» нужен эмалированный намоточный провод в шелковой или лавсановой изоляции типов ПЭЛШО, ПЭШО, ЛЭШО, ПЭЛО, ЛЭЛО. Дополнительная волокнистая изоляция выполняет две функции: предотвращает соскальзывание провода с каркаса и друг с друга при наискось расположенных витках, и позволяет последующей пропиткой полистирольным лаком, парафином или церезином жестко закрепить расположение витков многослойной катушки, чем обеспечивается высокая стабильность ее индуктивности.

При некотором навыке намотка легко выполняется вручную. Для этого необходимо разметить сам каркас, как показано на рисунке 1 или обернуть его кабельной бумагой с нанесенной на нее разметкой. На месте намотки проводят две кольцевых линии, расстояние между которыми будет определять ширину намотки. Далее, проводят две диаметрально противоположных линии AB и CD. Расстояние между ними должно быть в точности равно половине витка. Если планируется на каркасе намотка нескольких секций или индуктивно связанных катушек, то разметка делается сразу для всех намоток. Разметку следует производить непроводящим электрический ток красителем (простой карандаш не годится, поскольку его грифель сделан из графита).

Далее, скотчем за пределами разметки, закрепляем провод в начале намотки так, чтобы он прошел через точку А, и с небольшим натягом, укладываем его наискось по половине окружности от точки А к точке D. В точке D перегибаем провод под тупым углом и, придерживая угол ногтем большого пальца (у девушек и молодых жён это особенно хорошо получается), уже с меньшим натягом, укладываем провод наискось в обратную сторону к точке A. Придя в точку A, пересекаем провод начала, прижав новым витком, и сразу перегибаем его под тупым углом, но теперь уже в обратную сторону и начинаем укладывать второй виток вплотную к первому, справа от него. При этом, опять-таки, ногтем большого пальца придерживаем угол перегиба провода от его сползания к центру намотки. С обретением навыка, это можно делать проводом следующего витка, сначала немного перегибая его во внешнюю сторону (для подтяжки угла предыдущего витка) и лишь затем, прижав ногтем, под тупым углом, внутрь, и укладывая параллельно предыдущему витку.

В процессе намотки при каждом перегибе провода необходимо подтягивать угол перегиба к кольцевой линии разметки. Поскольку витки обмотки располагаются наискось, и при натяжении провода обмотка имеет тенденцию к сужению, намотка ведется при небольшом натяжении. Для получения ровной секции обмотки, необходимо все углы перегибов провода укладывать точно на линию кольцевых разметок, а перегиб выполнять резким, удерживая провод ногтем большого пальца левой руки.

Прежде, чем приступать к намотке катушек «Универсаль» тонким намоточным проводом, следует потренироваться в исполнении такой перекрестной намотки, например, на монтажном проводе МГШВ-0,2, намотав его на любой круглый стержень или трубку диаметром 15…20 мм и разметив ширину намотки 12…15 мм. Для этого надо взять провод длиной 3,5…4 метра и намотать точно по разметке узкую, высокую и ровную секцию обмотки – этакий «блинчик», уложив в намотку всю длину провода (Рис. 2).

После нескольких попыток намотка начнет получаться ровной, и появятся нужные навыки, как говорится, «на кончиках пальцев». Теперь можно попробовать намотать 150 витков в секцию шириной 5 мм проводом ПЭЛШО-0,25…0,3 на каркасе диаметром 8…10 мм. Для более тонкого провода ширину намотки следует взять пропорционально меньше. Но не стоит сразу увлекаться тонкими проводами и узкими секциями, не имея еще хорошо закрепленных навыков. Эта намотка требует терпения, аккуратности, внимательности, тонкой координации движений пальцев, и если торопиться, можно вместо навыков обрести разочарование. Если же секция получается ровная, аккуратная и точно по разметке, можете считать, что мотать катушки с намоткой «Универсаль» вы научились.

На частотах диапазона длинных волн, где число витков в обмотке для достижения нужной индуктивности исчисляется сотнями, есть смысл мотать обмотку с двойным рисунком по ширине намотки (перекрестно-пересекающуюся) и, выполнять намотку в два раза шире. (Рис. 3).

Разметка каркаса почти такая же, как и в первом случае, но посередине намотки проводим еще одну кольцевую линию. Намотка производится так. Скотчем закрепляем провод в начале намотки, чтобы он прошел через точку А, и с натягом, укладываем провод наискось по половине окружности от точки А к середине линии CD. Далее продолжаем намотку, чтобы полный виток провода закончился в точке B. Перегибаем провод под тупым углом и, придерживая угол ногтем большого пальца, продолжаем намотку к середине линии CD, где пересекаем провод предыдущего витка и продолжаем намотку дальше. Второй виток заканчиваем в точке A, где пересекаем провод начала намотки, сразу же перегибаем его под тупым углом и укладываем третий виток вплотную и параллельно первому, справа от него. Дальше продолжаем намотку, укладывая провод нового витка параллельно и справа от предыдущего, и в точках A и B пересекая предыдущий. В середине линии CD витки будут пересекаться без перегиба и, по мере увеличения числа витков намотки, точка каждого нового пересечения будет смещаться в сторону намотки. Когда смещение достигнет полного оборота вокруг каркаса, дальнейшая намотка будет продолжаться вторым слоем на уже намотанные витки первого слоя. Здесь, как и в первом случае, необходимо постоянно подтягивать углы перегиба провода к боковым линиям кольцевой разметки и обрести навык поддержания нужной силы натяжения провода, чтобы катушка получалась плотной и чтобы она не сужалась от витка к витку и от слоя к слою.

Для закрепления внешнего вывода катушки, за 10…15 витков до окончания намотки, поперек витков кладут сложенную вдвое х/б швейную нитку, толщиной № 20, как показано на рисунке и поверх нее продолжают намотку.

Место расположения нитки на окружности намотки надо подгадать так, чтобы окончание последнего витка намотки оказалось в точности в том месте и с того краю, где расположена петля нитки. Конец провода обрезают с запасом нужной длины и продевают в нитяную петлю. После этого, натянув вывод, затягивают петлю с обратной стороны намотки и завязывают между собой на два узла оба конца нитки. Толщина двойного узла не даст нитке выскочить на другую сторону намотки между прижавшими ее витками. Фиксация внешнего вывода получается простая и прочная.

После намотки витки катушки желательно пропитать на выбор: жидким полистирольным лаком (раствор полистирола в ацетоне или дихлорэтане), парафином (расплавив в жестяной баночке размерами больше катушки часть бытовой осветительной свечки, разогрев баночку на паяльнике и окунув в жидкий парафин намотанную катушку) или церезином (технология та же). Другими составами пропитывать катушку не следует во избежание ухудшения частотных свойств.

Если в Вашем радиокружке или Вами лично такие катушки будут использоваться часто, имеет смысл изготовить самодельный ручной станочек для намотки катушек «Универсаль» , описания и чертежи которых неоднократно публиковались в журнале Радио. Подробное описание работы со станком и методики его настройки под конкретную намотку также приведены в статьях.

Купить такой станочек любому желающему или для каждого радиокружка не получится. Их никто не производит, а те, что производят, предназначены для крупных заводов, рассчитаны под серийное производство однотипных катушек, занимают много места, избыточно функциональны, неимоверно сложны в эксплуатации, стоят астрономические суммы и абсолютно неуместны в радиокружке, и уж подавно, в домашней радиолаборатории.

Теперь про индуктивность катушек с намоткой «Универсаль». Зная габаритные размеры катушки и число витков, можно с весьма высокой точностью рассчитать ее индуктивность. На рисунке 4 приведена расчетная формула, соотношения размеров и таблица практических значений индуктивности реально намотанных катушек.

Эта таблица составлялась так: на каркас указанного диаметра D1 наматывались 150 витков обмотки «Универсаль» указанным проводом; замерялся внешний диаметр полученной намотки штангенциркулем и ее индуктивность прибором Е12-1А. Затем, отматывались 10 витков и замеры повторялись 11 раз до остающихся 50 витков. И так четыре раза, разными проводами, на разных каркасах. Таким образом, были составлены четыре колонки таблицы.

Поскольку при индуктивностях 20…40 мкГ и менее, лучше использовать однослойную намотку, и меньше 50 витков в катушку с намоткой «Универсаль» едва ли разумно мотать, измерения с меньшим числом витков не проводились. Однако, расчеты индуктивностей катушек с меньшим числом витков можно легко провести по приведенной формуле. При аккуратной намотке по разметке, расчет индуктивности дает хорошее совпадение (точность около 1%) с результатами измерений.

При расчете многосекционной катушки, надо учитывать взаимоиндукцию между секциями. При одинаковом направлении намотки, общая индуктивность двух секций, расположенных близко друг от друга (одна секция находится частично в магнитном поле другой), определится так:

L общ = L 1 + L 2 + 2 M

Если секций три при тех же условиях, то: L общ = L 1 + L 2 + L 3 + 2 M 1-2 + 2 M 2-3 + 2 M 1-3 ; где:

M 1-2 — взаимоиндукция между первой и второй секциями;

M 2-3 — взаимоиндукция между второй и третьей секциями;

M 1-3 — взаимоиндукция между первой и третьей секциями.

Если секции расположены в ряд, одна за другой, на одинаковом расстоянии, то M 1-2 = M 2-3 . Взаимоиндукция же через секцию, — M 1-3 , будет весьма мала в силу большого расстояния между секциями и квадратичного характера спада напряженности магнитного поля в зависимости от расстояния между ними. При расчете индуктивности многосекционных катушек с практической точностью, взаимоиндукцией между секциями находящимися на расстоянии более их внешнего диаметра можно смело пренебрегать. Взаимоиндукцию катушек, разнесенных на расстояние больше их диаметра, следует учитывать лишь в тех случаях, когда через нее осуществляется связь между контурами.

Отсюда следует, что для получения максимальной индуктивности многосекционной катушки секции надо располагать как можно ближе друг к другу, тогда, при том же количестве витков и активном сопротивлении провода, общая индуктивность будет больше за счет взаимоиндукции. Однако располагать секции на расстоянии ближе 2 мм не следует, поскольку при намотке следующей секции вплотную к предыдущей, очень сложно укладывать витки и точно перегибать провод.

Оптимальное соотношение формы катушки на предмет получения минимального активного сопротивления при максимальной индуктивности, — когда ширина секции равна толщине намотки, а средний диаметр намотки в 2,5 раза больше ширины секции. Следует отметить, что на высокой частоте оптимум по минимальному активному сопротивлению не совпадает с оптимумом для получения максимальной добротности, и для размеров катушки, приемлемых для компактного конструирования, наблюдается тенденция увеличения добротности при увеличении среднего диаметра, при сохранении равенства ширины и толщины намотки.

К примеру, рассчитаем индуктивность пятисекционного дросселя с намоткой «Универсаль» с шириной секций по 5 мм, расстоянием между секциями по 2,5 мм, содержащего в каждой секции по 100 витков провода ПЭЛШО — 0,25, намотанного на резисторе ВС-2Вт с R ≥ 1 MΩ .

Поскольку поверхность резистора скользкая, обмотаем его двумя слоями кабельной бумаги шириной 37 мм, длиной 55 мм и нанесем на нее разметку секций намотки. При этом D 1 = 8,5 мм. Для провода ПЭЛШО-0,25 диаметр по изоляции составляет 0,35 мм, коэффициент неплотности намотки k n = 1,09 (экспериментальное значение; можно рассчитать по таблице Рис. 5).

Размеры намотки: С = n (k n d) 2 / l = 100 х (1,09 х 0,35) 2 / 5 = 2,9 мм. D 2 = D 1 + 2 C = 8,5 + 2 х 2,9 = 14,3 мм. D = (D 2 + D 1) / 2 = (14,3 + 8,5) / 2 = 11,4 мм; l = 5 мм = 0,5 см;

Индуктивность одной секции (Рис. 4) :

L 1 = 0,0025 π n 2 D 2 / (3 D + 9 l + 10 c) = 0,0025 π 100 2 11,4 2 / (3х11,4 + 9х5 + 10х2,9) = 94,3 мкГ.

Что интересно, измерение индуктивности катушки намотанной по указанным размерам дает результат 95 мкГ (Рис. 5). С учетом неточностей при ручной намотке – очень хорошее совпадение.

Для определения взаимоиндукции между секциями рассчитаем соотношение (Рис. 6):

r 2 / r 1 = √{[(1 – a /A) 2 + B 2 /A 2 ] / [(1 + a/A) 2 + B 2 /A 2 ]}

для пяти пар точек.

Для точек 0-1 : А = а = 5,7 мм; B = 7,5 мм.

r 2 / r 1 = √{(7,5 2 / 5,7 2 ) / [(1 + 1) 2 + 7,5 2 / 5,7 2 ]} = √(1,7313/5,7313) = 0,5496;

Патент этот я выбрал по нескольким причинам. Очень многие, не понимая сути изобретения, часто бросают реплику «попробуй использовать бифилярки Теслы, — получишь хороший прирост КПД в своих устройствах». Причём, люди эти, даже отдалённо не предполагают, почему, собственно, такой способ намотки, вдруг, делает катушку более эффективной. Ведь, если приглядеться, то становится понятно, что ток направлен всегда в одну сторону (например, по часовой стрелке) во всех витках, — и чётных, относящихся к одной намотке, и не чётных, относящихся ко второй,.. то есть, точно так же, как и в плоской катушке с намоткой в один провод. И магнитное поле, возникающее в любом произвольном витке, точно так же мешает движению зарядов (тока) в следующем витке, как это происходит и в простой катушке. Более того, индуктивные бифилярки Теслы часто путают с неиндуктивными бифилярками Купера, в которых ток в произвольно выбранных двух соседних витках течёт в разных направлениях (и которые, по сути, являются статическими усилителями мощности и рождают ряд аномалий, в том числе и антигравитационные эффекты). Тогда же рождается параллельный вопрос, — если намотка в два провода улучшает параметры катушки, то почему бы ни намотать в три, четыре… провода, т.е. сделать трифилярную, квадрофилярную и т.д. катушку, и не увеличить этот положительный эффект?

Отгадка приходит, как ни странно, с русским переводом самого патента. Всё дело в разнице потенциалов в двух соседних витках. Тесла подробно исследовал процесс индукции и самоиндукции, а так же потери, возникающие в катушках. Он выяснил, что если очень сильно повысить ёмкость катушки, то для данной частоты тока, понижается сопротивление в витках и эффект самоиндукции стремительно падает. Подробнее об этих соотношениях читайте в патенте.

Здесь на рисунке: верхняя кривая, — это величина, запасаемой энергии в бифилярной катушке Теслы, а нижняя кривая, — величина энергии в обычной плоской катушке, намотанной в один провод (опыт проведён в условиях резонанса).

Также многие не догадываются, что катушка эта разрабатывалась Теслой исключительно для условий резонанса (последовательный LС-контур, резонанс напряжений), и в обычном виде он её не использовал (точнее — использовал, но об этом, как нибудь в другой раз). В резонансе на концах индуктивности (катушки) появляется потенциал гораздо более мощный, чем внешний управляющий сигнал контура (подаваемое напряжение). Но снять напрямую его от туда нельзя. При подключении нагрузки соотношение L и C резонансного контура нарушается (уменьшается индуктивность) и система выходит из резонанса. Сам Тесла (в свой ранний творческий период) и не ставил такой цели. Поэтому, название патента очень хорошо отражает суть изобретения.

В более поздний период Тесла, конечно же, возжелал отобрать эту колоссальную, появляющуюся в катушке мощность (энергию свободных вибраций). Здесь нам на руку играет тот факт, что катушка индуктивная. Т.е. её можно использовать в качестве одной из обмоток трансформатора. Если сделать трансформатор с асимметричной взаимоиндукцией первичной и вторичной обмотки, то можно на вторичную повесить нагрузку и наслаждаться халявой. Если нагрузка имеет статический характер (например, лампочка), то всё на порядок упрощается, — в этом случае, даже трансформатор не обязателен. Главное — всё точно рассчитать. А теперь, собственно, сам патент:

Тому, кого это может касаться.

Да будет известно, что я, Никола Тесла, гражданин США, проживающий в Нью-Йорке изобрёл полезное усовершенствование в катушках для электромагнитов и других аппаратов, которое ниже описано в сопровождении рисунков. В электромеханических аппаратах и системах переменного тока самоиндукционные катушки или проводники могут во многих случаях работать с потерями, что известно, как промышленная эффективность, и что приносит вред в различных аспектах. Эффект самоиндукции упомянутый выше, может быть нейтрализован ёмкостью тока определённой степени в соответствии с самоиндуктивностью и частотой тока. Это достигается использованием конденсаторов, собранных и применяемых как отдельный инструмент.

Моё это изобретение имеет целью изготовить катушки совершенными и избежать вовлечение конденсаторов, которые дорогие, громоздкие и труднорегулируемые. Я заявляю, что в термин «катушка» я включаю понятия соленоиды или любые проводники различные части которых находятся во взаимоотношениях друг с другом и фактически повышают самоиндукцию.

Я выяснил, что в каждой катушке существуют определённые взаимоотношения между её самоиндукцией и ёмкостью, что позволяет току данной частоты и потенциала проходить через неё с омическим сопротивлением (DL: здесь Тесла имеет в виду исчезновение реактивного сопротивления) или, другими словами, как если она работает без самоиндукции. Это происходит в результате взаимоотношений между характером тока и самоиндукцией и ёмкостью катушки, т.е. количество последнего достаточно для нейтрализации самоиндукции для данной частоты. Известно, что чем выше частота или разность потенциалов тока, тем меньше ёмкость требуется для нейтрализации самоиндукции, поэтому в любой катушке, особенно небольшой ёмкости, можно достичь поставленных целей, если добиться нужных условий.

В обычных катушках разность потенциалов между витками или спиралями очень маленькая, поэтому пока они во взаимодействии с конденсаторами, они несут очень небольшую ёмкость и взаимоотношения между самоиндукцией и ёмкостью не такие, как при обычном состоянии, удовлетворяющем рассмотренным требованиям где ёмкость очень мала относительно самоиндукции.

Для достижения цели увеличения ёмкости любой катушки, я наматываю её таким образом, чтобы обеспечить наибольшую разность потенциалов между соседними витками, а поскольку энергия хранящаяся в катушке (считаем, как в конденсаторе) пропорциональна квадрату разности потенциалов между витками, то становится понятно, что я могу таким образом, посредством определённого расположения витков, достичь увеличение ёмкости.

Я изобразил в приложении чертёж, в соответствии с которым осуществил это изобретение.

Рис.1 — схема катушки, намотанной обычным способом. Рис.2 — схема катушки намотанной согласно изобретения.

Пусть -А- на Рис.1 обозначает любую катушку спиралей или витков, из которых она намотана и которые изолированы друг от друга. Предположим, что концы этой катушки показывают разность потенциалов 100 В и что она содержит 1000 витков. Тогда очевидно, что существует разность потенциалов в одну десятую вольта между двумя любыми смежными точками на соседних витках.

Если теперь, как показано на Рис. 2, проводник -В- намотан параллельно проводнику -А- и изолирован от него, а конец -А- будет соединён с началом проводника -В-, тогда длина собранных вместе проводников будет такая же и число витков тоже самое (1000). И тогда разность потенциалов между любыми двумя точками проводников -А- и -В- будет 50 В, а т.к. ёмкостный эффект пропорционален квадрату этой разности, то энергия скопившаяся в катушке будет теперь в 250000 раз больше!

Следуя этому принципу теперь я могу намотать любое количество катушек, не только описанным выше путём, но любым другим известным способом но так, чтобы обеспечить такую разность потенциалов между соседними витками, которая обеспечит необходимую ёмкость чтобы нейтрализовать самоиндукцию для любого тока, который может иметь место. Емкость полученная таким образом имеет дополнительное преимущество в том, что распределяется равномерно, что является наиболее важным в большинстве случаев. И как результат, оба параметра, — эффективность и экономия, легче достигаются тогда, если размер катушек, разность потенциалов и частота тока увеличиваются.

Катушки, состоящие из проводников в изоляторе и намотанные виток к витку и соединённые последовательно не являются новыми, и я не уделяю особого внимания для их описания. Однако, на что я обращаю внимание это то, что намотки другими способами могут привести к другим результатам.

Применяя моё изобретение, специалисты в этой области должны хорошо понимать зависимость между понятиями ёмкость, самоиндукция, частота и разность потенциалов тока. Также как и понимать какая ёмкость достигается и какая намотка должна иметь место для каждого конкретного случая.

1. Катушка для электрического аппарата, состоит из витков, которые образуют часть цепи и между которыми существует разность потенциалов, достаточная для обеспечения ёмкости в катушке способной нейтрализовать самоиндукцию, как было описано.

2. Катушка, состоящая их изолированных проводников, соединённых последовательно имеет такую разность потенциалов, чтобы создать в целой катушке достаточную ёмкость для нейтрализации её самоиндукции.

Каталог радиолюбительских схем. Как произвести расчет катушек индуктивности (однослойных, цилиндрических без сердечника).

Каталог радиолюбительских схем. Как произвести расчет катушек индуктивности (однослойных, цилиндрических без сердечника).

Как произвести расчет катушек индуктивности (однослойных, цилиндрических без сердечника)

Индуктивность катушки зависит от ее геометрических размеров, числа витков и способа намотки катушки. Чем больше диаметр, длина намотки и число витков катушки, тем больше ее индуктивность.

Если катушка наматывается плотно виток к витку, то индуктивность ее будет больше по сравнению с катушкой, намотанной неплотно, с промежутками между витками. Когда требуется намотать катушку по заданным размерам и нет провода нужного диаметра, то при намотке ее более толстым проводом надо несколько увеличить, а тонким — уменьшить число витков катушки, чтобы получить необходимую индуктивность.

Все приведенные выше соображения справедливы при намотке катушек без ферритовых сердечников.

Расчет однослойных цилиндрических катушек производится по формуле

где L — индуктивность катушки, мкГн; D — диаметр катушки, см; l — длина намотки катушки, см; n—число витков катушки.

При расчете катушки могут встретиться два случая:

а) по заданным геометрическим размерам необходимо определить индуктивность катушки;

б) при известной индуктивности определить число витков и диаметр провода катушки.

В первом случае все исходные данные, входящие в формулу, известны, и расчет не представляет затруднений.

Пример. Определим индуктивность катушки, изображенной на рис. 97; для этого подставим в формулу все необходимые величины:

Во втором случае известны диаметр катушки и длина намотки, которая, в свою очередь, зависит от числа витков и диаметра провода. Поэтому расчет рекомендуется вести в следующей последовательности. Исходя из конструктивных соображений определяют размеры катушки, диаметр и

длину намотки, а затем рассчитывают число витков по формуле

После того как будет найдено число витков, определяют диаметр провода с изоляцией по формуле

где d— диаметр провода, мм, l — длина обмотки, мм, п — число витков.

Пример. Нужно изготовить катушку диаметром 1 см при длине намотки 2 см, имеющую индуктивность 0,8 мкГн. Намотка рядовая виток к витку.

Подставив в последнюю формулу заданные величины,

получим:

Диаметр провода

Если эту катушку наматывать проводом меньшего диаметра, то нужно полученные расчетным путем 14 витков разместить по всей длине катушки (20 мм) с равными промежутками между витками, т. е. с шагом намотки. Индуктивность данной катушки будет на 1—2% меньше номинальной, что следует учитывать при изготовлении таких катушек. При намотке в случае необходимости более толстым проводом, чем 1,43 мм, следует сделать новый расчет, увеличив диаметр или длину намотки катушки. Возможно, также придется увеличить и то и другое одновременно, пока не будут получены необходимые габариты катушки, соответствующие заданной индуктивности.

Следует заметить, что по приведенным выше формулам рекомендуется рассчитывать такие катушки, у которых длина намотки l равна или больше половины диаметра. Если же длина намотки меньше половины диаметра D/2 , то более точные результаты можно получить по формулам

В.Г.Бастанов, «300 практических советов»





Другой способ намотать катушки индуктивности?

Как, я уверен, многие из вас, намотка собственного индуктора имеет большое значение. Учитывая, что стоимость индуктора звукового класса довольно высока (во многих случаях больше, чем у динамика), а индуктор представляет собой не что иное (по крайней мере, в теории), как провод, намотанный на катушку, кажется, что это несложно. вещь для DIY’er сделать.

Однако мало кто из нас наматывает катушки индуктивности. Я думаю, что для этого есть две основные причины: у многих из нас нет точных измерителей индуктивности и, ну, наматывать катушки индуктивности просто неудобно.Рассмотрим эти вопросы подробно.

1. Затраты, которые вы могли бы сэкономить на намотке собственных катушек индуктивности, могут значительно превышать затраты на приличный измеритель индуктивности (или, в качестве альтернативы, тестовую установку для точного измерения индуктивности). Однако, даже если у вас есть измеритель или мост, все равно трудно определить точную индуктивность при подключении. Чтобы мерить по ходу, пришлось бы протыкать изоляцию провода — нехорошо. Если вы обрежете провод слишком рано и слишком коротко, вы попадете в шланг — соединения в индукторе не могут быть хорошими! Я бы не хотел наматывать катушку индуктивности 1 мГн проводом 10 AWG и обнаружить, что в итоге я получил .9 мГн! С другой стороны, мне бы не хотелось еще больше разорвать руки, намотать пару дополнительных слоев провода и обнаружить, что у меня есть катушка индуктивности 2 мГн.

2. Хотя намотать кусок проволоки на форму теоретически просто, это очень тяжело для рук. Провод большого диаметра не любит, когда его туго наматывают на маленькую жилу, и удерживать обмотки равномерно и многослойно сложно. Хотя это можно сделать вручную, это медленно и болезненно. Некоторые используют медленно вращающийся токарный станок или рукоятку, чтобы помочь, но вам все равно нужно использовать свои руки, чтобы поддерживать натяжение и прокладывать провод.Неудивительно, что люди покупают катушки индуктивности!

Но может быть и другой, гораздо более простой способ. Как известно любому из нас, кто делал электропроводку в доме, почти каждый хозяйственный магазин продает электропроводку в коробках по 25 футов, а может и меньше. Эта проводка намотана и представляет собой один хороший большой индуктор! У меня нет под рукой L-метра, и я никогда не пытался измерить индуктивность коробки с домашней проводкой, но я уверен, что проводка длиной 25 футов дает гораздо большую индуктивность, чем требуется большинству любых перекрестных сетей, и это всего лишь затраты. несколько долларов.

Моток проволоки 14-2 House состоит из трех проводов 14 AWG. Если мы соединим концы вместе параллельно, я думаю, это будет примерно как провод 9 AWG. Итак, почему бы не взять катушку этой обычной домашней проводки, измерить индуктивность, а затем начать обрезать ее обратно, чтобы получить желаемую индуктивность?

Размер катушки может быть порядка 4 дюймов внутреннего диаметра до 8 дюймов наружного диаметра, но я не думаю, что использование индукторов с воздушным сердечником большого диаметра плохо по сравнению с индукторами меньшего диаметра, плотно намотанными и, фактически , может быть лучше, так как будет меньше слоев.

Если кто-нибудь попытается это сделать, вы можете грубо обрезать провод примерно на 10% больше номинала, а затем использовать стяжки или ленту, чтобы начать затягивать катушку, так как она будет довольно слабо связана в коробке (это означает, что индуктивность может сдвиг). По мере того, как вы продолжаете обрезку, вы должны продолжать затягивать катушку, чтобы, когда вы закончите обрезку, у вас была тугая катушка или проволока, которую вы могли бы надежно закрепить, чтобы предотвратить дальнейшее расширение катушки.

Есть причины, по которым это не сработает?

Индуктивность обмотки драйвера плазмы

ВЫБОР ПРАВИЛЬНОГО СЕРДЕЧНИКА ДЛЯ ВЫХОДА

Намотка катушек индуктивности и трансформаторов — это легко и весело, и вы отвечаете по крайней мере за один аспект проектирования электроники.И да, иногда это может раздражать! С этой схемой было протестировано множество ядер и стилей ядер, и у меня есть несколько рекомендаций. Наилучшие характеристики достигаются при использовании тороидального сердечника. Тороидальные сердечники имеют много преимуществ по сравнению с другими формами сердечника: непрерывный поток потока, малая утечка потока и, следовательно, меньшая индуктивность рассеяния. Тороиды также доступны в широком диапазоне размеров, и их легко накрутить.

Лучшим тороидальным сердечником для использования является феррит с очень большим значением AL, 4000 нГн/N2 или выше, рассчитанный на работу в диапазоне МГц.Значение AL, также известное как «коэффициент индуктивности», задается производителем и определяет индуктивность «непрерывного сердечника» в наногенри на виток в квадрате с учетом рекомендованного производителем метода намотки. Со значением AL формула для расчета индуктивности катушки индуктивности становится очень простой:
L(nH) = (AL)(N2)

Н — это просто количество витков, намотанных на сердечник.

Возможно, вы сможете найти пригодный сердечник в старом оборудовании, но без надежного измерителя индуктивности, способного измерять индуктивность от наногенри до миллигенри, ваши результаты будут проблематичными.Создание измерителя индуктивности/емкости на основе ПОС не представляет сложности и значительно облегчит ваши эксперименты с магнитными материалами. Вы даже можете использовать измеритель для расчета значения AL неизвестного ядра, как это было сделано с ядром, используемым в этом проекте.

Ниже я привожу измеренные значения AL нескольких ядер, которые пробовал. Примечательно, что ни один из них не дал чистого результата. Некоторые производили сильно искаженные выходные данные, содержащие значительные высокочастотные гармоники (> 2 МГц) — проблемы с электромагнитными помехами.Другие вызывали перегрев полевых МОП-транзисторов.

НЕКОТОРЫЕ ЯДЕРНЫЕ ИСПЫТАННЫЕ И ОТКЛОНЕННЫЕ — (линейка = сантиметры)

Есть много поставщиков тороидальных сердечников, которые должны быть применимы к этому проекту. Два очевидных — это Ferroxcube и Epcos. Я бы стремился к сердечнику с внешним диаметром от 30 до 35 мм и внутренним диаметром около 20 мм. Этот размер сердечника значительно облегчит намотку трансформатора, особенно толстым проводом.
Категорически отказывайтесь от сердечников из порошкового железа! Они предназначены для дросселей постоянного тока и имеют очень низкие значения AL, а также значительные потери при увеличении частоты.Эти тороиды часто имеют зеленый цвет, который вы видите на каскаде ввода/вывода блока питания ПК или другого импульсного источника питания.

ОБМОТКА ТОРОИДАЛЬНОГО ИНДУКТОРА

Перед намоткой эмалированного медного провода на сердечник накройте сердечник слоем изоляционной ленты. Это предохраняет обмотки от повреждений в процессе намотки. Полосы изоляционной ленты длиной 12 см и шириной около 0,8 см должно хватить — просто обрежьте излишки. Поскольку индуктор будет выдерживать непрерывный ток около 2 А, возможно, немного больше, я использовал калибр 18 (ок.эмалированный медный провод толщиной 1мм.

Возьмите три 1-метровых эмалированных медных провода 18-го калибра (магнитный провод) и соедините концы небольшой полоской изоленты или термоусадочной пленкой, как показано на рисунке ниже. Проденьте три жилы провода через отверстие в сердечнике, оставив достаточно проволоки, чтобы использовать ее позже в качестве подходящих соединений. Теперь намотайте 15 витков трехжильного магнитного провода на тороидальный сердечник — наматывайте влево или вправо — это не имеет значения. Стиль и способ намотки должны быть очевидны из приведенных выше фотографий, на которых показана катушка индуктивности, созданная для прототипа устройства.Этот способ намотки называется трехфилярной намоткой. Если вы будете осторожны и терпеливы, у вас будет 15 групп из трех параллельных проводов, плотно и аккуратно намотанных на сердечник. На тороиде будет 45 витков провода, по 15 на каждую обмотку. Конечно, равномерно вокруг ядра, как показано на фото выше!

Закрепите концы каждой группы обмоток изолентой, как показано на фото. Вы можете счесть выгодным добавить ленту по длине, чтобы сделать манипуляции с тремя параллельными проводами менее громоздкими.Оставьте около 5 см провода для выводов. Соскоблите эмалевое покрытие с концов проводов и залудите концы. Возможно, вам потребуется повторно идентифицировать каждую обмотку с помощью измерителя непрерывности или мультиметра.

Осталось только соединить обмотки между собой. Соедините «В» и «С» вместе. Этот провод подключен к шине питания +12 В, где «XY» — это выходная пара, а «AD» — стоковая пара, но следует соблюдать осторожность. Ошибки в проводке случаются. Тороидальный индуктор должен быть правильно подключен, чтобы получить относительно чистый прямоугольный сигнал ±12 В для подачи на первичную обмотку повышающего трансформатора с высоким коэффициентом или обратноходового преобразователя.Выход правильно подключенной катушки индуктивности выглядит на осциллографе так.

Если вы не видите такого следа, вы, вероятно, подключили «ВЫХОДНУЮ ПАРУ» катушки индуктивности к СТОКАМ МОП-транзисторов. Если это так, просто замените обмотки — здесь есть только два реальных варианта.
При отсутствии осциллографа мультиметр должен указать, какие пары обмоток правильные. Это будут те, которые показывают «ноль омов» на мультиметре или очень, очень низкие омы, если у вас есть модный мультиметр.См. диаграмму ниже.

Предыдущая страница | Следующая страница

Как собрать трансформатор или катушку индуктивности | Как вики

Технология изготовления трансформатора и катушки индуктивности одинакова, однако их конструкция различна.

** Если вы заинтересованы в быстром проектировании катушки индуктивности или трансформатора, без подробностей или точности следуйте красной двойной звездочке , ‘**’

При проектировании необходимо следить за единицами измерения.Его легко запутать. Калибр проволоки, как правило, неметрический, а также некоторые другие переменные. По большей части используйте единицы измерения в метрической системе, а расстояния в сантиметрах.


В указанных единицах указаны следующие количества:

  • Универсальные константы
    • Диэлектрическая проницаемость свободного пространства (Wb A -1 м -1 )
      • (Вб А -1 м -1 )
  • Расчетные параметры трансформатора/индуктора
  • Основные параметры
    • EC35, PQ 20/16, 704 и т. д. , Тип сердечника (мм)
    • , Геометрическая константа (см 5 )
    • , Геометрическая константа (см x )
    • , Площадь поперечного сечения (см 2 )
    • , Площадь окна (см 2 )
    • , Средняя длина оборота (см)
    • , Длина магнитного пути (см)
    • , или , Длина воздушного зазора (см)
    • , Диэлектрическая проницаемость (Wb A -1 м -1 )
    • , Относительная диэлектрическая проницаемость (безразмерная)
Акронимы
  • RMS: среднеквадратичное — (где обозначает среднее арифметическое)
  • MLT: поворот средней длины
  • AWG: американский калибр проволоки

Выбор размера и типа сердечника

Это очень простой способ выбрать ядро.Тип ядра во многом зависит от частоты, тока и мощности. Размер и тип сердечника связаны с потерями в сердечнике, потерями мощности в сердечнике.

  • Для низких частот, таких как 60–120 Гц, следует использовать многослойный сердечник**
  • Для высоких частот 1 кГц-1 МГц следует использовать ферритовый сердечник.**


Размер сердечника зависит от мощности трансформатора и ожидаемых потерь мощности в сердечнике (потери в сердечнике).

Размер сердцевины


Будьте осторожны с юнитами

Ядро

  • При выборе ядра у вас есть следующие параметры
    • , Средняя длина оборота (см)
    • , Площадь поперечного сечения жилы (см 2 )
    • , Площадь основного окна (см 2 )
    • , Геометрическая константа сердечника (см 5 )
  • Типы сердечников wikipedia:Магнитный сердечник

Выбор калибра провода

Выбор калибра проводов зависит от допустимой величины сопротивления, тока, протекающего через катушку индуктивности, и от того, могут ли все витки поместиться на площади трансформатора.–6 (Ом-см)

Измерение средней длины на виток (MLT). Самый простой способ измерить MLT — взять проволоку и свободно намотать ее на сердечник или катушку. Если вы планируете сделать несколько поворотов, попробуйте сделать среднюю петлю, но более свободную, чтобы быть в безопасности. Измерьте провод, и это ваш MLT. Некоторые ядра дадут вам MLT в спецификации. Имейте в виду, что спецификация предназначена для полностью заполненного сердечника, но используйте ее на всякий случай. Всегда будьте консервативны и делайте длину длиннее.

Число витков (n) получается при расчете индуктивности катушки индуктивности или коэффициента трансформации трансформатора.

Площадь поперечного сечения провода (A w ) зависит от выбранного вами размера провода. Размер провода соответствует американскому калибру проводов (AWG)). В Википедии есть таблица калибров проводов с указанием площади. См. Википедию: Американский калибр проволоки.

Уравнение сопротивления:

Помните, что единицы измерения должны быть правильными.

Коэффициент заполнения

Коэффициент заполнения индуктора

**Еще один фактор, о котором вам нужно знать, это то, что все витки провода поместятся в вашем сердечнике.Это называется коэффициентом заполнения. Если количество витков, которое вам нужно, с размером провода, который вам нужен, не подходит, вы всегда можете использовать сердечник большего размера.

Переменные


Таким образом, вы должны следовать этому уравнению

Для нескольких типов проводов уравнение будет

Индуктор

Обычно в катушках индуктивности используется ферритовый сердечник.


Индуктивность катушки с магнитным сердечником

Обычно индуктивность регулируется созданием l воздушного зазора, который будет очень мал, а μ диэлектрической проницаемостью свободного пространства. ,

где

  • , количество витков
  • , площадь поперечного сечения жилы
  • , диэлектрическая проницаемость свободного пространства или, если нет воздушного зазора, диэлектрическая проницаемость черного материала
  • , длина воздушного зазора или, если нет воздушного зазора, длина петли из черных металлов


Индуктивность для тороида

где

  • , количество витков
  • , площадь поперечного сечения жилы
  • , диэлектрическая проницаемость свободного пространства или, если нет воздушного зазора, диэлектрическая проницаемость черного материала
  • , радиус тороида (до центра/середины металлического материала)

Индуктивность катушки с коротким воздушным сердечником

где

  • , количество витков
  • , радиус катушки
  • , длина катушки

Усовершенствованная конструкция индуктора

Почти полное описание конструкции индуктора.Очень хорошо, но очень технично. Рекомендуется для создания катушек индуктивности для оптимизации мощности, размера, потерь и точной индуктивности.

Главы из курса силовой электроники

Трансформатор

Основные уравнения для трансформатора.

Трансформаторы имеют индуктивность.

В большинстве случаев вам не нужны индуктивности в трансформаторе, если только вы не используете его в импульсном преобразователе или фильтре. Индуктивность должна быть смоделирована только с одной стороны, т.к.Если в вашем трансформаторе нет воздушного зазора, индуктивность будет низкой, и ею можно пренебречь…..

Обмотка

Есть простые способы намотать сердечник, а есть сложные. Ну полулегкий.

Ферритовый сердечник, катушка

Намотать ферритовый сердечник очень просто. Вам просто нужно обернуть проволоку вокруг бобины.

Тороид

Если вам нужно всего несколько обмоток, решение простое. Просто намотайте.

Когда имеется много обмоток, самый простой способ намотать тороид — это сделать иглу, как показано на изображении многослойного сердечника.Игла должна быть тоньше, а длина иглы определяет длину проволоки, которую вы можете обернуть, не сращивая две проволоки.

Изготовление иглы: **

  • Возьмите кусок мягкого полугибкого пластика или что-нибудь, что вы можете найти
  • Вырежьте его в форме, показанной на изображении
  • проткните дырку в игле, чтобы провод начинался с
  • Намотайте иглу
    • Не делайте его толще тороида (очевидно)

Для намотки: **

  • держите один конец провода
  • проденьте иглу через тороид.
  • Оберните его вокруг жаркого
    • Убедитесь, что петли затянуты и плотно прилегают друг к другу. Хорошо намотанные петли увеличивают количество витков, которые вы можете сделать.
  • Повтор

Многослойный железный сердечник

Воздушный сердечник

  • Возьмите пластиковый винт
    • Ширина винта равна удвоенному радиусу витка.
    • Размер резьбы, чтобы количество витков соответствовало длине катушки. Это не будет идеально, но вы можете сжать или растянуть катушку до нужной длины.
      Принесите проволоку и линейку в хозяйственный магазин

Сборка катушек индуктивности с воздушным сердечником или ферритовых индукторов для кроссоверов динамиков

Индуктор высокой мощности с ферритовым сердечником

В этом втором обзоре кроссоверов громкоговорителей мы рассмотрим некоторые детали, связанные с конструкцией. как самостоятельных, так и полупроизводственных количеств индукторов громкоговорителей.Информация уже доступна на Рейтинги качества и полноты варьируются от железного сердечника, ферритового сердечника, воздушного сердечника и индукторов типа фольги. За исключением фольги, все они используют «проволоку» как важную часть производственного процесса. Итак, давайте сначала посмотрим на доступные типы проводов.

1. Катушки с воздушным сердечником для обмоточных проводов

      Наиболее часто используются медные и реже серебряные из-за их стоимости. Провода бывают разных диаметров, чистоты, скрутки, изоляционных покрытий и рабочих температур покрытия.
Наиболее распространенные размеры проводов для катушек индуктивности громкоговорителей варьируются от диаметром от 0,5 мм до 1,4 мм. Это диаметр фактического содержания меди, а не общий диаметр провода. в том числе покрытия. Провода покрыты очень тонкими электроизоляционными материалами, обычно известными как эмали. Этих покрытий много, и все они имеют разные эксплуатационные характеристики. Проволока с покрытием градуирована, G1 — однослойное покрытие, G2 — двукратное и, в исключительных случаях, G3 — трехкратное.Более толстые покрытия обеспечивают большую сопротивление истиранию и изоляция, но снижает общее содержание меди в многослойной катушке.

2. Чистота проволоки

Чистота проволоки обычно указывается как количество девяток, включенных в описание проводов на чистоту. В противном случае это указывается в процентах. Отсюда «4 девятки» подразумевает чистоту 99,99%, в то время как 5 девяток «было бы 99,999%. Спецификации более высокой чистоты предпочтительны для катушек индуктивности громкоговорителей на основе представления об общем качестве звука.

3. Самоклеящиеся провода

Используя самоклеящиеся провода для формирования самонесущих катушек, эти типы катушки могут использоваться для изготовления индукторов с воздушным сердечником различной формы без бобины и, следовательно, для производственного использования. более экономичны за счет использования меньшего количества материалов. Однако для этого процесса требуются многоразовые складные формирователи рулонов. и требует некоторого размышления и отсадки.
Обмоточный провод марки Г1 или Г2 дополнительно покрывается тонким химическим слоем. который размягчается под воздействием тепла и прилипает к соседним виткам/слоям проволоки.Это имеет тенденцию формировать твердую медную катушку, которая гораздо менее подвержен вибрации витков катушки. В противном случае вибрация может быть источником шума и искажения сигнала. в использовании.
Для самоскрепления витков и слоев проволоку необходимо нагреть примерно (100-120°С). Методы для этого варьируются от прямого воздействия с использованием прецизионного термофена во время намотки, самонагрева с помощью большого калиброванного токовый или печной нагрев.

4.Типовой ферритовый индуктор

Для получения точных значений индуктивности должны быть согласованы три процесса: виток к витку, натяжение провода, количество витков и витков/слоев намотки. Если вы наматываете несколько DIY катушки, то это можно упустить из виду, если вы можете держать провод умеренно натянутым во время намотки. Тогда относительно легко намотать больше витков, чем необходимо, а затем путем измерения индуктивности отключиться длины провода, пока не будет достигнуто целевое значение индуктивности.Для объемных количеств индукторов это сокращение и система измерения расточительна как по материалам, так и по времени, следовательно, требования последовательности, как указано выше.

Существуют таблицы, в которых указано максимальное рекомендуемое натяжение выбранного кабеля. диаметр может выдержать без изменения свойств или полного отказа. Первый механизм отказа — растяжение. Этот уменьшает диаметр кабеля и, следовательно, электрические характеристики провода/индуктора.Второй и более постоянный есть, он щелкает.
Нередко используется от 50% до 80% максимальной безопасной нагрузки кабеля. Для обычных катушек индуктивности громкоговорителей, использующих медные провода диаметром от 0,5 мм до 1,25 мм, это приводит к натяжению проводов около 1,4 кг до 9 кг. Для самостоятельного использования это бесполезно без довольно дорогой специализированной оснастки.

5. Механический натяжитель троса

Существует ряд конструкций натяжителей проволоки, начиная от простых механических к сложному электро/магнитному управлению.Механические версии, хотя и полностью функциональны, страдают от потерь на трение проволоки. и менее способны обеспечить постоянство высокого напряжения отчасти из-за физических различий между статическим и динамическим трением. Версии с постоянными магнитами обеспечивают бесконтактное магнитное сопротивление / обратное натяжение намотчика проволоки. Для правильной работы этих устройств требуется умеренно постоянная скорость подачи проволоки и тяговый крутящий момент. Эти типы аксессуаров дороги и не очень рентабельны для домашнего мастера, требующего всего несколько катушек.Гораздо эффективнее купить их, но можно и вручную намотать несколько.

6. Ферритовые стержни, сердечники и катушки

При изготовлении используется широкий спектр материалов и форм. Индукторы громкоговорителей. Наиболее популярные из них: — катушки с воздушным сердечником (обычно пластиковые молдинги), ФЕРРИТОВЫЕ СТЕРЖНИ И КАТУШКИ (ферромагнитные) и индукторы с железным сердечником, состоящие из ламинированных стальных листов или силового железа со связующим.(ферримагнитный).
Для домашнего мастера катушки с воздушным сердечником недороги и просты в использовании. они не насыщают и обеспечивают очень приемлемый звук. Единственным их недостатком является ограниченный диапазон индуктивности для приемлемо низкого DCR катушки. Это можно решить толстой проволокой. но габариты катушки становятся неоправданно большими и поэтому создают трудности с компоновкой кроссовера.
Далее идут ферритовые стержни. Как правило, они доступны в диаметрах 12 и 19 мм. длина до 50мм.Опять же легко наматывать, но труднее удерживать проволоку на стержне. Ему нужны торцевые заглушки. За несколько катушек вы обычно можно сделать и склеить торцевые заглушки из толстого картона или тонкой листовой фанеры. Эта проблема обычно решается с помощью самоклеящейся проволоки. Преимуществом ферритов является их увеличенная индуктивность. диапазоне, но с недостатком насыщения на высоких уровнях мощности.
Ферритовые бобины доступны в различных размерах и по объему могут содержать больше феррита. чем стержни, и поэтому более крупные разновидности труднее насыщать, чем легкодоступные стержни. Бобины сделаны из центральной ферритовый сердечник с ферритовыми фланцами, прикрепленными клеем.
Существует тенденция к распространению многослойных обмоток наружу, и это должно быть под контролем. Проволока большого диаметра с высоким натяжением проволоки может оказывать значительное боковое воздействие на фланцы бобины. Поскольку феррит является негибким материалом, этого давления может быть достаточно, чтобы разрушить ферритовые фланцы. Изготовлены из формованных материалов Фланцы бобины с воздушным сердечником могут изгибаться, но фланцы бобины должны поддерживаться, чтобы обеспечить постоянство в витков на слой и, следовательно, значение индуктивности.
Катушки индуктивности с железным сердечником изготовлены из изолированных пластин из мягкого железа. Обычно штампуется и используемые в формате полосы, пластины покрыты и скреплены вместе, чтобы сформировать железный сердечник. Сборка упакована в изоленту, чтобы углы не закорачивали медные витки. Железные сердечники обычно можно идентифицировать по их квадратное или прямоугольное торцевое сечение, так как ферритовые стержни почти всегда круглые.

7. Создание индуктора с воздушным сердечником

Существует множество конструкций индукторов громкоговорителей, основанных на разновидностях сердечника, форме катушки, скручивание проводов и желаемое целевое качество звука.Хорошие катушки индуктивности дороги и лучше, чем хорошие, очень дорогие.
Мы рассмотрим здесь несколько советов и подсказок для DIYer, чтобы либо сделать, либо получить их.

(1) Вам нужен измеритель индуктивности. Если у вас его нет, будет тяжело, либо покупайте один, либо покупайте готовые ИНДУКТОРЫ, выхода нет.

(2) Для малых катушек индуктивности, скажем, менее 0,4 мГн, используйте катушку с воздушным сердечником размером 17 мм и диаметром 40 мм. и толстая проволока (0.Проволока от 8 до 1,0 мм должна подойти. 0,8 мм немного легче в обращении. Результирующий качество звука хорошее. Эти меньшие значения индуктивности обычно используются в разделах кроссовера твитера и умеренно малы и поэтому не несут большие токи.
Для некоторых катушек индуктивности можно использовать формирователи сердечника. можно вырезать из цилиндрических деревянных дюбелей диаметром (12 и 18) мм. На концы дюбелей приклейте фланцы вырезать из толстого картона или тонкой фанеры. Длина дюбеля может варьироваться, но от (20 до 30) мм хорошо.Вы можете просмотреть размеры, которые, как известно, работают здесь, BOBBINS. С пуристической точки зрения глубина «слоев» катушки должна равняться высоте/длине «сердцевины» катушки, т.е. экономит немного провода и обеспечивает наиболее эффективное соединение, но……

      (3) Требуется точный подсчет витков. Для небольших катушек индуктивности вы можете себе позволить сначала откалибруйте шпульку катушки. Это требует, чтобы вы потратили впустую катушку, полную проволоки, но в итоге вы получите Калиброванная конструкция Если вы можете использовать один и тот же размер бобины для нескольких значений индуктора, вы только нужно сделать калибровку один раз.
Держите проволоку натянутой и намотайте шпульку до предела. Для согласованности нужно Держите катушки хорошо упакованными, чтобы не было зазоров и пробелов. Старайтесь поддерживать одинаковое количество витков на слой. Запомнить, это ваша калибровочная катушка. Тщательно подсчитывайте количество витков. Завинтите это, и катушка в мусорном ведре. Измерьте его индуктивность, если она меньше, чем вам нужно, упс, используйте формирователь большего/длинного размера.
Размотайте катушку, скажем, 5 витков за раз и измерьте длину отрезанного провода, и индуктивность катушки.Вы должны держать провод натянутым, пока делаете это, иначе он распутается, изменив значение индуктивности. Держите данные точно перечисленными. Этот список должен выглядеть примерно так.

УДАЛЕННЫЕ ВИТКИ // ДЛИНА УДАЛЕННОЙ ПРОВОЛОКИ // ВСЕГО УДАЛЕННАЯ ПРОВОЛОКА // L1mH // ОБЩЕЕ ОБОРОТКИ//

Продолжать процесс размотки и измерений до логического вывод: нет провода и нет индуктивности. Постройте график кумулятивного количества витков в зависимости от каждой индуктивности. измерено.Приложив немного больше усилий, вы также можете построить зависимость длины провода от индуктивности.
Теперь у вас есть график/графики, из которых вы можете считать витки ИЛИ длину провода, необходимые для конкретного индуктивность.
Те же процедуры калибровки можно использовать для ферритовых бобин, где при том же значении индуктивности длина провода будет меньше.

(4) Один виток провода может иметь большое значение для индуктивности.С очень несколько витков / витков изменение небольшое, но один виток на полностью намотанной катушке может дать разницу в индуктивности до 0,8% стоимость. Если вы ищете жесткие допуски, это показывает важность точного подсчета витков или проводов. постоянство длины. Лучше намотать необходимые витки, скажем, на 10 витков, а затем обрезать длину провода, индуктивность замеряю на ходу..

(5) Существуют формулы, по которым можно рассчитать индуктивность катушки из механические детали вашей предписанной геометрии катушки / бобины, но это не всегда надежно, и у вас нет предыдущего данные, с которыми можно сравнить вычисленный результат, т.е…..Говорят, что можно намотать более стабильные катушки индуктивности. зная / используя только длину провода, но (20-30) метров незакрепленного провода обычно имеют встроенные в него витки, которые легко завязывает узлы. Удаление узлов затруднено.

(6) Если вы не используете термоскрепленные провода (вам нужно оборудование для его использования), затем вибрации катушки обычно можно подавить с помощью фиксирующего лака катушки. Это можно применить с небольшим кисть закрашивала слои по мере их наматывания.Это усложняется, если у вас в одной руке шпулька, а в другой проволока. Поскольку этот материал дорогой, можно использовать яхтный лак, который выполняет аналогичную работу. Однако сохнет дольше.

(7) После изготовления катушек вам нужно их установить. Три простых метода являются:- (силикон, стяжные хомуты или болты из цветных металлов).
Силикон хорош тем, что шпульки можно приклеивать фланцем вниз прямо к доска.Он также поглощает вибрации. Обратите внимание, однако, что после установки очень трудно перемещать или снимать катушку, поэтому….
Стяжные хомуты можно использовать с различной резьбой, чтобы зафиксировать катушку в том месте, где кремний не может быть первым выбором. Хорошо подходят фитинги из цветных металлов, такие как латунные или нейлоновые болты M3, M4 или M5. Если вы не можете найти нужную длину тогда вы всегда можете сделать что-нибудь из латунного стержня с резьбой и латунных гаек / шайб. Если вы использовали дерево дюбель для шпульного сердечника, то сначала нужно просверлить в нем отверстие..

(8) И, наконец, если у вас есть небольшая кроссоверная плата и несколько катушек индуктивности которых мало на недвижимость, тогда вы должны попытаться установить катушки на разных центральных осях. это будет помогают свести к минимуму любые наводки/помехи между катушками.

(9) Вот и все. Если все это звучит слишком сложно, QTA Systems может предоставить либо катушки различных размеров, либо готовые катушки индуктивности.Есть комплексный выбор ИНДУКТОРЫ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕЙ здесь. Также доступны пользовательские значения. Все наши катушки индуктивности наматываются на заказ, процесс время примерно 7 рабочих дней.

Посмотреть статью катушки индуктивности Часть 1

Посмотреть нашу продукцию катушки индуктивности

Базовый курс

Power Inductor — Глава 1 (3/4) | Базовый курс Power Inductor — Глава 1 (1/4)

1.3 Типы силовых катушек индуктивности

Начиная отсюда, мы представим различные типы силовых катушек индуктивности.Модельный ряд Murata включает силовые катушки индуктивности с обмоткой из металлического сплава, обмоткой из феррита и многослойной ферритовой структурой. Мы предлагаем оптимальные катушки индуктивности для широкого спектра применений, от мобильных устройств, таких как носимые устройства и смартфоны, до медицинского, промышленного электронного и автомобильного оборудования.

Рисунок 1-8 Структуры силовых индукторов

Давайте посмотрим на преимущества и технологии, лежащие в основе каждой структуры.

Металлический сплав обмотки

Металлический сплав обмотки представляет собой индуктор, который связывает обмотку и металлический магнитный порошок с полимерным покрытием с помощью термокомпрессии. Его можно применять в областях с высоким током в крупногабаритных и мелкогабаритных изделиях. Хотя металлические магнитные материалы имеют более низкую магнитную проницаемость по сравнению с ферритовыми материалами, описанными ниже, они обладают превосходными характеристиками суперпозиции постоянного тока, поэтому они являются материалами, которые хорошо подходят для больших токов.Поскольку в последние годы преобразователи постоянного тока в постоянный перешли на высокоскоростное переключение, требуется низкая индуктивность, поэтому металлический сплав для обмотки становится ведущим продуктом на большинстве рынков.
Более того, превосходные температурные характеристики по сравнению с ферритовыми материалами также являются важным преимуществом. Поскольку флуктуации магнитной проницаемости малы по отношению к температуре окружающей среды, он может поддерживать стабильные характеристики суперпозиции постоянного тока даже при высоких температурах. Широкий спектр целевых рынков включает автомобили, смартфоны, жесткие диски и т. д.

Рисунок 1-9 Структура и внешний вид обмотки Металлический сплав

Технологии намотки металлических сплавов включают металлические магнитные материалы и методы их обработки, а также методы намотки с использованием медной проволоки (рис. 1-10).В Murata мы разработали технологии материалов, которые реализуют нашу собственную структуру обмотки, высокую магнитную проницаемость и изоляцию. Объединив эти технологии, мы повысили эффективность достижения индуктивности, обеспечили низкое сопротивление постоянному току и создали линейку продуктов, поддерживающих большие токи.

Рисунок 1-10 Поперечное сечение обмотки Металлический сплав

Ферритовая обмотка

Ферритовая обмотка: медная проволока наматывается по спирали вокруг ферритового сердечника.Многие ферритовые изделия Murata для обмотки покрывают медную проволоку, намотанную вокруг ферритового сердечника, магнитной смолой. Цель покрытия смолой состоит в том, чтобы уменьшить поток рассеяния, улучшить достижение индуктивности и увеличить интенсивность. Поскольку магнитная проницаемость ферритового материала высока, есть преимущества в выборе феррита для обмотки при его использовании в области с высокой индуктивностью. Широкий спектр целевых рынков включает смартфоны, телевизоры, жесткие диски и т. д.

Серия LQH_P
LQh3MC_02 серия
Серия LQh3MC_52

Рисунок 1-11 Структура и внешний вид ферритовой обмотки

Рисунок 1-12 Поперечное сечение ферритовой обмотки

Многослойный феррит

Многослойный феррит представляет собой индуктор, который попеременно ламинирует и спекает магнитный материал и внутренние электроды.По сравнению с намоточной структурой он обеспечивает компактность и низкопрофильность форм-фактора. В то время как количество случаев, когда обмотка из металлического сплава используется для удовлетворения требований к малым размерам и низкой индуктивности, увеличивается, характеристики многослойного феррита будут необходимы в областях, требующих небольшого размера с высокой индуктивностью и высоким напряжением.

Серия LQM_F
Серия LQM_P

Рисунок 1-13 Структура и внешний вид многослойного феррита

Технологии многослойных ферритов включают технологию изготовления ферритовых материалов и технологию формирования внутренних электродов с высоким соотношением сторон, технологию проектирования схем и технологию ламинирования (рис. 1-14).Компания Murata разработала высокопрофильную технологию для внутренних электродов, которая была недостижима при предыдущем листовом ламинировании, что позволяет нам обеспечить еще более низкое сопротивление. Кроме того, технология формирования зазора магнитного пути с высокой степенью свободы подавляет магнитное насыщение, что позволяет достичь значительно превосходной характеристики суперпозиции постоянного тока. Эти технологии реализуют линейку продуктов, которая поддерживает области, требующие компактного и низкопрофильного форм-фактора.

Рисунок 1-14 Поперечное сечение многослойного феррита

Далее давайте сравним производительность этих силовых индукторных структур.

Сравнение производительности силовых катушек индуктивности

Основными факторами для сравнения характеристик мощного индуктора являются 1) значение индуктивности, 2) характеристика наложения постоянного тока, 3) температурная характеристика, 4) выносливость по напряжению и 5) поток рассеяния. Знание этих факторов позволит вам выбрать структуру силового индуктора, соответствующую требуемому уровню производительности.

1) Значение индуктивности
Диапазон получаемых значений индуктивности определяется конструкцией индуктора. Обмоточный феррит можно получить в широком диапазоне, начиная от ферритовых материалов с высокой магнитной проницаемостью до высокой индуктивности 10 мкГн и более. Благодаря тому, что многослойный феррит более компактен по сравнению с ферритом обмотки, достигается низкая индуктивность 10 мкГн или меньше.Металлический сплав обмотки известен своей низкой индуктивностью 10 мкГн или меньше из-за характеристик материала.

Рисунок 1-15 Диапазон индуктивности по конструкции

2) Характеристика суперпозиции постоянного тока
Цепь, которая проводит большой ток, например цифровая схема, требует силового индуктора с индуктивностью, которая не уменьшается из-за сильного тока, то есть силового индуктора с хорошей характеристикой суперпозиции постоянного тока.Это означает, что, поскольку индуктивность не уменьшается, токи пульсаций остаются постоянными, и может поддерживаться стабильная работа схемы. В случае обмотки из металлического сплава, поскольку магнитное насыщение по сравнению с ферритом затруднено, он обладает превосходной характеристикой суперпозиции постоянного тока.

Рисунок 1-16 Характеристика суперпозиции по структуре

3) Температурная характеристика
Когда силовые индукторы используются при высоких температурах, например, в цепи питания автомобиля, температурная характеристика становится чрезвычайно важной.В магнитных материалах существует температурная характеристика, при которой магнитная проницаемость изменяется в зависимости от температуры, но металлические магнитные материалы имеют меньшие изменения магнитной проницаемости из-за температуры, чем ферритовые материалы, и можно сказать, что они обладают лучшими характеристиками.
В случае обмотки из металлического сплава не происходит значительных изменений значения индуктивности или характеристики наложения постоянного тока. На рис. 1-17 показаны характеристики суперпозиции постоянного тока для обмотки изделий из металлического сплава и феррита в диапазоне температур окружающей среды от 25°C до 125°C.Мы видим, что характеристика металлического сплава обмотки не меняется в диапазоне от 25°C до 125°C.

Рис. 1-17 Температурная характеристика по конструкции

4) выносливость по напряжению
Важно обратить внимание на выносливость силового индуктора по напряжению в светодиодах или других схемах повышения напряжения и цепях питания с высоким коэффициентом понижения напряжения.В случае обмотки из металлического сплава он обеспечивает изоляцию, покрывая металлический магнитный порошок изолирующей смолой, но изоляция, как правило, ниже по сравнению с обмоткой из феррита. По этой причине, несмотря на то, что обмоточный металлический сплав обладает многими превосходными характеристиками, требуется подтверждение при его использовании в условиях выносливости высокого напряжения.

5) Поток утечки
Поток рассеяния от катушки индуктивности влияет на другие цепи в виде шума, который может привести к таким проблемам, как ухудшение сигнала и неисправности, особенно в цепях питания с ограничениями по расстоянию между компонентами.Величина потока рассеяния в значительной степени зависит от конструкции индуктора, и в этом отношении полезна структура замкнутой магнитной цепи из металлического сплава обмотки и многослойного феррита. Это связано с тем, что обмотка из металлического сплава и многослойного феррита позволяет уменьшить поток рассеяния наружу при попытке получить ту же индуктивность (рис. 1-18). Результаты сравнения потока рассеяния по структуре показаны на Рисунке 1-19. Из результатов видно, что обмотка из металлического сплава и многослойного феррита способна подавить поток рассеяния до низких уровней по сравнению с обмоткой из феррита.

Рисунок 1-18 Виды поперечного сечения обмотки Металлический сплав и многослойный феррит

Рисунок 1-19 Поток рассеяния по структуре

Таблица 1 суммирует сравнение производительности. При выборе силового индуктора обратитесь к этой таблице, чтобы выбрать индуктор, который лучше всего подходит для вашего приложения.

Таблица 1 Сравнение производительности по структуре

Наконец, мы представим нашу линейку рекомендуемых катушек индуктивности. Силовые индукторы можно в основном разделить на общие и автомобильные, но в этом примере мы рассмотрели индукторы общего назначения с точки зрения значения индуктивности и размера. Металлический сплав обмотки может иметь широкий диапазон значений индуктивности и размеров.Обмоточный феррит обладает преимуществом как изделие с высокой индуктивностью, тогда как прочность многослойного феррита заключается в его компактных размерах.

Рисунок 1-20 Силовой индуктор (для общего применения), модельный ряд

Продукты и аксессуары для намотки катушек

ACME производит различные актуаторы , соленоиды, ферритовые катушки, тороиды, катушки индуктивности и любые виды обмотки катушек по индивидуальному заказу.

Материалы: Мы работаем с нашими поставщиками для производства любых нестандартных бобин в соответствии с любыми заданными требованиями. Мы также тесно сотрудничаем с нашим поставщиком, чтобы поставлять высококачественные материалы для проволоки, отвечающие любым требованиям качества.

Характеристики по индивидуальному заказу: Мы можем выполнить любые специальные требования к упаковке, вторичным операциям или любой специальной сборке.

Возможности соленоидов

Доставка любых сложных катушек соленоидов по требованию заказчика

Типы : Катушки для любых вращающихся соленоидов, трубчатых соленоидов, открытой рамы, самоудерживающихся соленоидов, линейных соленоидов, тягово-толчкового типа или электромагнитов Соленоидные катушки

Характеристики : Поставка любых нестандартных катушек с любым указанным диаметром, напряжением, входными соединениями, ходом, усилием, крутящим моментом или градусом вращения

Возможность модификации намоточной машины для выполнения любых сложных работ по намотке рулонов.

Индивидуальные приспособления позволяют нам быстро и экономично модифицировать инструменты для любых пользовательских приложений

Возможности тороидов

Доставка любых сложных тороидальных катушек по требованию заказчика

Формы : сердечники E, I, EFD, ETD, EER, EC, U, UR, Planar E и I и ER.

Внутренний диаметр готового изделия : до 8,0 мм

Внешний диаметр готовой детали : до 45 мм

Конфигурация выводов : Выровненные выводы для поверхностного монтажа, сквозные отверстия, подвесные выводы для поверхностного монтажа или обычные выводы

 

Материалы : ферритовые тороиды, железные тороиды, тороиды без покрытия/с покрытием или любой указанный материал Тороидальные катушки

Типы проводов : Различные классы, такие как медь — полиуретан, полиуретан, полиэстер или указанный

Возможность модификации намоточной машины для выполнения любых сложных работ по намотке рулонов.

Индивидуальные приспособления позволяют нам быстро и экономично модифицировать инструменты для любых пользовательских приложений

ВЕРХ

Катушки индуктивности

Доставка любых сложных катушек соленоидов по требованию заказчика

Типы : индукторы с воздушным сердечником, высокочастотные индукторы, индукторы с ферромагнитным сердечником, индукторы с многослойным сердечником, индукторы с ферритовым сердечником, индукторы с тороидальным сердечником или индукторы с переменным сердечником

Типы монтажа: Вертикальный, горизонтальный, монтаж на печатной плате или любая другая настройка

Характеристики : Поставка любых нестандартных катушек с любыми указанными требованиями, такими как индуктивность, частота, ток или температура обработки

Возможность модификации намоточной машины для выполнения любых сложных работ по намотке рулонов.

Индивидуальные приспособления позволяют нам быстро и экономично модифицировать инструменты для любых пользовательских приложений

Индивидуальные приспособления позволяют нам быстро и экономично модифицировать инструменты для любых пользовательских приложений

ВЕРХ

Катушки для поверхностного монтажа

Возможности катушки с воздушной обмоткой

Доставка любых сложных катушек Air Wond по требованию заказчика

Типы

: медная катушка с ровной обмоткой, антенная катушка RFID или любые катушки по индивидуальному заказу

Готовый ID<: до 8.0 мм

Внешний диаметр готовой детали : до 45 мм

Характеристики : Мы можем удовлетворить любые указанные требования, такие как калибр проволоки, витки проволоки, диаметр, переменный шаг и длина и т. д.

Потребности в разделении : Способны удовлетворить любые потребности в разделении обмоток в закрытой, раздвинутой или многослойной обмотке

Материалы : Различные классы, такие как медь — полиуретан, полиуретан, полиэстер или указанный

Типы проводов : Возможность модификации намоточной машины для выполнения любых сложных работ по намотке катушек.

Индивидуальные приспособления позволяют нам быстро и экономично модифицировать инструменты для любых пользовательских приложений

ВЕРХ

Катушки

Намотка практически на любые виды катушек из любых указанных материалов

Бобина серии : EE, EF, PQ, UU, RM, EER, EC, EFD, EPC или любой другой заказ на основе требования

Диаметр проволоки : от 0,02 до 5,00 мм

Диаметр бобины : до 500 мм

Ширина намотки : до 600 мм

Возможность модификации намоточной машины для выполнения любых сложных работ по намотке рулонов.

Индивидуальные приспособления позволяют нам быстро и экономично модифицировать инструменты для любых пользовательских приложений

ВЕРХ

Заказные катушки

Нам нравятся вызовы

Наша команда по проектированию и производству может поставить катушки любой сложности в соответствии с требованиями заказчика и может намотать катушки почти любых размеров, изготовленные практически из любых материалов.

Наш опыт, знания и разнообразная коллекция намоточных машин дают нам возможность производить практически любой тип трансформатора, катушки индуктивности или катушки.

Мы можем спроектировать или модифицировать машину для намотки катушек, чтобы выполнить любые сложные работы.

Мы специализируемся на проектировании, разработке и модификации любых инструментов/приспособлений/приспособлений на месте. Наши индивидуальные инструменты позволяют нам быстро и экономично адаптировать инструменты для пользовательских приложений

У нас отличный послужной список в обеспечении высокого качества, быстрой доставки, лучших услуг по привлекательной цене

ВЕРХ

Катушка высокого напряжения

Поставка любых сложных катушек высокого напряжения/зажигания по требованию заказчика.

Типы : Мотки промежуточного слоя, пирамидальный/трапазоидальный профиль, многосекционная катушка со специальным окончанием.

Характеристики : Поставка любых нестандартных катушек с любым указанным диаметром, напряжением, входными соединениями.

Возможность модификации намоточной машины для выполнения любых сложных работ по намотке рулонов.

Индивидуальные приспособления позволяют нам быстро и экономично модифицировать инструменты для любых пользовательских приложений

 

 

ВЕРХ

Тороид Учебник

Намотка индуктора

В течение многих лет не было недостатка в стонах и стонах по поводу намотки катушек индуктивности на тороидальные формы.Производители комплектов иногда заявляют, как мало тороидов нужно намотать, и по крайней мере один радиолюбитель предлагает намотать ваши тороидальные катушки за определенную плату. В последние месяцы жалоб на обмотку тороидальных катушек индуктивности стало меньше. Возможно, это говорит о разочарованных QRP-овцах, которые отказались от домашнего пивоварения (пожалуйста, скажите, что это не так!), или, может быть, они обнаружили талисман о тороидальной обмотке, которую, как они считают, нужно тщательно охранять, как антенны-невидимки.

Я хотел бы выйти из строя, отказаться от скрытных практик и открыть кимоно, используя предпочитаемую мной технику наматывания тороидов.

Проблема, с которой я столкнулся, заключалась в том, чтобы держать каждый виток под натяжением, продолжая наматывать больше витков. Просто мне показалось, что формы катушек слишком маленькие, мои пальцы слишком большие, а две руки слишком маленькие. К счастью, я считаю, что нашел решение.

Во время его конструкции строгое удержание уже намотанных витков тороидальной обмотки на месте, пока добавляются новые витки, достигается здесь за счет использования конического дерева длиной два дюйма или более для заглушки сердечника.Я предпочитаю обрезанные бамбуковые палочки для еды, хотя бы потому, что официанты в китайских ресторанах забавляются, когда я после еды кладу свои кухонные принадлежности в карман. Те, которые я приобрел, имеют длину около девяти дюймов и диаметр 7/32 дюйма, с конической частью (часть, которая входит в рот), которая уменьшается до 1/16 дюйма в диаметре на 1 1/2 дюйма. Палочки для еды большего диаметра (с небольшим с прямоугольными ручками), стоимостью всего один доллар за 20 палочек, продаются в некоторых супермаркетах и ​​во всех восточных продуктовых магазинах. горшок для дегустации), стоимостью один доллар за пару; они имеют длину 18 дюймов с максимальным диаметром 3/8 дюйма, который сужается примерно на пять дюймов до минимального диаметра около 1/8 дюйма.

Когда коническая часть острия палочки для еды втыкается в тороид, она надежно удерживает все витки, при этом пальцы полностью отсутствуют. Кроме того, передний конец отрезка палочки для еды представляет собой очень удобную ручку, с помощью которой можно удерживать, маневрировать или откладывать в сторону всю сборку, тем самым освобождая одну или обе руки для других задач.

Гораздо эффективнее начинать намотку с середины выбранного отрезка провода. Соедините два конца отрезанной проволоки, чтобы установить среднюю точку.

Перед каждым новым витком тороид крепко удерживается, при этом большой и указательный пальцы располагаются над самой последней намотанной частью индуктора. Палочку для еды вынимают, проволоку пропускают через сердечник, туго затягивают, а затем палочку быстро вставляют обратно. Палочка остается там до тех пор, пока проволока не будет плотно обмотана вокруг трех внешних поверхностей сердечника и не будет готова снова пройти через сердечник. Сразу после ее извлечения, продевания и затягивания проволоки палочку снова втыкают в отверстие, чтобы плотно заколоть последний и все предыдущие витки.Обратите внимание, что палочка для еды всегда указывает в том же направлении вперед, что и передний конец провода.

Закрепление витков и установка катушки индуктивности

Когда намотка завершена, витки прочно удерживаются на месте по внутренней окружности сердечника с помощью палочки для еды. Затем я фиксирую остальные три поверхности — верхнюю, нижнюю и внешнюю периферию — перевязывая их высококачественной малярной лентой (я использую только синюю малярную ленту, которую используют маляры и производства 3М).Таким образом, дважды закрепив витки катушки индуктивности, я убираю палочку для еды.

Для любой катушки индуктивности необходимо свести к минимуму распределенную емкость. Действительно, емкость можно рассматривать как отрицательную индуктивность, и это очевидно из того факта, что формула для емкостного реактивного сопротивления является обратной, а формула для индуктивного реактивного сопротивления — нет. Помещение диэлектрика, отличного от воздуха, между витками любой катушки индуктивности только увеличит распределенную емкость и снизит добротность (качество) катушки индуктивности.

Если тороид был хорошо намотан, необходимо нанести очень небольшое количество легирующего материала, чтобы постоянно удерживать все витки на месте. Легирующий материал должен быть нанесен в минимальном количестве и в нужном месте. Зубочисткой наносится Q-Dope (полистирол, растворенный в ацетоне, который до сих пор производился General Cement Company) или, при его отсутствии, высококачественный бесцветный лак для ногтей. Я крашу ТОЛЬКО внутреннюю окружность катушки индуктивности, так как именно там расстояние между витками минимально и, следовательно, воздушный диэлектрик будет меньше всего скомпрометирован тонким слоем слизи.Такого экономно нанесенного покрытия достаточно, чтобы удержать обороты раны на месте.

После того, как Q-Dope или лак для ногтей высохнут, повязки из липкой ленты можно снять. Начальный и конечный выводы могут быть затем прикреплены к внешней стороне формы крошечным мазком того же материала.

Я отвлекся. Почти во всех комплектах, которые я видел, две контактные площадки соединялись с начальным и конечным выводами тороидального индуктора, непосредственно примыкающими друг к другу. Это означает, что катушка индуктивности должна быть намотана примерно на 360 градусов.НЕТ! Я не собираюсь отвлекаться на вещи, которые были написаны семь или более десятилетий назад, но сейчас почти забыты. Заканчивая, я просто скажу, что с катушками индуктивности, будь они соленоидальными или тороидальными, действительно плохие вещи случаются с Q катушки индуктивности, когда ее головка приближается к хвосту. (С соленоидом это происходит, когда несколько слоев обмоток проходят вперед и назад по цилиндрической форме). Читатели, вероятно, знакомы с предостережением о том, что тороиды должны быть намотаны не более чем на 330 градусов.Соблюдение этого предостережения, хотя оно обеспечивает удобную часть тороидального сердечника без проводов, которую можно плюхнуть на печатную плату, действительно важно, потому что это помогает держать в страхе темную сторону индуктивного сопротивления.

     Снятие эмалевой изоляции с провода можно осуществить, положив провод на плоскую поверхность и соскоблив его ножом X-Acto. Однако существует некоторая опасность порезать проволоку ножом, если на нее слишком сильно надавить и/или держать под неправильным углом. Поэтому я предпочитаю использовать наждачную бумагу разной зернистости, нарезанную на прямоугольники размером не более 1 1/2 x 3/4 дюйма.Каждый из них складывается пополам, образуя квадрат, и несколько раз перетаскивается на участок провода, который необходимо зачистить. Чтобы полностью удалить изоляцию, тороид необходимо провернуть между протягиваниями так, чтобы весь провод касался наждачной бумаги. Квадраты с более мелкой зернистостью используются для более тонкой проволоки, так как слишком грубая зернистость захватит проволоку и сломает ее, тогда как слишком мелкая зернистость потребует нескольких проходов для выполнения работы.

Лужение оголенной части катушки индуктивности ведет

Снова вставьте палочку, чтобы она служила ручкой, и с помощью зубочистки подденьте отдельные витки проволоки, чтобы они находились на равном расстоянии друг от друга.Чтобы получить это равноудаленное расстояние на всех трех внешних поверхностях тороидального сердечника, выньте палочку для еды и держите индуктор в одной руке так, чтобы ноготь большого пальца располагался рядом с витком на одной поверхности, чтобы удерживать его, а другой рукой используйте зубочисткой или другим ногтем большого пальца, чтобы поддеть этот же виток на соседней поверхности. Помимо зубочистки, еще одним полезным инструментом является деревянная палочка для кутикулы, продаваемая в косметическом отделе аптек, а верхний конец можно подпилить к меньшему кончику долота.Категорически запрещается использовать металлические предметы, которые могут пробить изоляцию. Такое расположение витков действительно улучшает внешний вид катушки индуктивности, но, что более важно, минимизирует межвитковую емкость. При настройке отдельных витков старайтесь не удлинять общую обмотку до такой степени, что она будет охватывать более 330 градусов тела сердечника.

Чтобы уменьшить емкостную связь с заземлением печатной платы, тороидальные и соленоидальные катушки индуктивности не следует устанавливать заподлицо с платой.Попробуйте установить их на 1/16 дюйма или немного больше для больших катушек индуктивности над печатной платой. Скорее всего, проволочные выводы не обеспечат достаточную поддержку для достижения этой высоты. Если это так, изготовьте монтажную площадку с минимально возможной площадью основания для выполнения этой работы. Я предпочитаю крошечные кусочки, вырезанные из пробки от винной бутылки ножом X-acto, и они прикреплены к доске и к катушке тонким слоем клея (я использую Goop).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.