Každý fanoušek výroby elektronických zařízení se nejednou setkal s potřebou navíjet induktor nebo induktor. Ve schématech samozřejmě udávají počet závitů cívky a s jakým drátem, ale co dělat, když není k dispozici zadaný průměr drátu, ale je mnohem tlustší nebo tenčí??
Řeknu vám, jak to udělat pomocí mého příkladu.
Chtěl jsem udělat toto schéma. Údaje vinutí cívek jsou uvedeny ve schématu (6 závitů drátu 0,4 na 2mm rámu), tyto údaje vinutí odpovídají 47nH-nano Henry, vše by bylo v pořádku, ale můj drát byl 0,6 mm. Nápovědu jsem našel v programu Coil32.
Otevřete program
K tomu vložíme do oken nám známá data těchto cívek, zvolíme délku vinutí, dokud se výpočty neshodují s našimi daty.
Pokud jste ale například desky už leptali, ale velikost kontaktů pro cívku zůstala stejná, tedy pro cívku s délkou vinutí 3 mm, ale dostali jste ji na 5,5 mm (mnohem více a pájení 3 takových cívek vedle sebe bude problematické)
To znamená, že musíme zmenšit naši cívku, vložit průměr rámu do okna ne 2 mm, ale 4 mm. A naše cívka s 0,6mm drátem se zmenšuje na délku z 5,5mm na 3mm a počet závitů je 3,5, +/- 1-2 nH nebude hrát velkou roli, ale naše tlumivky můžeme snadno připájet.
Co rozumíte slovem „naviják“? No... tohle je pravděpodobně nějaký „fík“, na kterém jsou nitě, vlasec, lano, cokoliv! Cívka induktoru je úplně to samé, ale místo nitě, vlasce nebo čehokoli jiného je tam navinutý obyčejný měděný drát v izolaci.
Izolace může být vyrobena z bezbarvého laku, izolace z PVC nebo dokonce z tkaniny. Trik je v tom, že i když jsou dráty v induktoru velmi blízko u sebe, stále jsou navzájem izolované. Pokud cívky cívky navíjíte vlastníma rukama, v žádném případě ani neuvažujte o použití obyčejného holého měděného drátu!
Každý induktor má indukčnost. Indukčnost cívky se měří v Jindřich(Gn), označeno písmenem L a měří se pomocí LC metru.
Co je indukčnost? Pokud drátem prochází elektrický proud, vytvoří kolem sebe magnetické pole:
Kde
B – magnetické pole, Wb
já –
Vezmeme tento drát a stočíme ho do spirály a na jeho konce přivedeme napětí
A dostaneme tento obrázek s magnetickými siločárami:
Zhruba řečeno, čím více magnetických siločar protíná oblast tohoto solenoidu, v našem případě oblast válce, tím větší bude magnetický tok (F). Protože cívkou protéká elektrický proud, znamená to, že jí prochází proud o intenzitě proudu (já), a koeficient mezi magnetickým tokem a proudovou silou se nazývá indukčnost a vypočítá se podle vzorce:
Z vědeckého hlediska je indukčnost schopnost odebírat energii ze zdroje elektrického proudu a ukládat ji ve formě magnetického pole. Zvyšuje-li se proud v cívce, magnetické pole kolem cívky se rozšiřuje, a pokud proud klesá, magnetické pole se smršťuje.
Induktor má také velmi zajímavou vlastnost. Když je na cívku přivedeno konstantní napětí, objeví se v cívce na krátkou dobu opačné napětí.
Toto opačné napětí se nazývá Samoindukované emf. To závisí na hodnotě indukčnosti cívky. Proto v okamžiku přivedení napětí na cívku proud postupně mění svou hodnotu z 0 na určitou hodnotu během zlomku sekundy, protože napětí v okamžiku přivedení elektrického proudu také mění svou hodnotu z nula na ustálenou hodnotu. Podle Ohmova zákona:
Kde
já– síla proudu v cívce, A
U– napětí v cívce, V
R– odpor cívky, Ohm
Jak vidíme ze vzorce, napětí se mění z nuly na napětí přiváděné do cívky, proto se i proud změní z nuly na nějakou hodnotu. Odpor cívky pro DC je také konstantní.
A druhý jev v induktoru je ten, že pokud otevřeme obvod mezi induktorem a zdrojem proudu, pak se naše samoindukční emf přičte k napětí, které jsme již přivedli na cívku.
To znamená, že jakmile přerušíme obvod, napětí na cívce v tu chvíli může být mnohonásobně větší, než bylo před přerušením obvodu, a síla proudu v obvodu cívky tiše klesne, protože samoindukce emf bude udržovat klesající napětí.
Udělejme první závěry o činnosti induktoru, když je do něj dodáván stejnosměrný proud. Když je do cívky přiváděn elektrický proud, bude proudová síla postupně narůstat a když je elektrický proud z cívky odstraněn, proudová síla plynule klesá na nulu. Stručně řečeno, proudová síla v cívce se nemůže okamžitě změnit.
Induktory se dělí hlavně do dvou tříd: s magnetickým a nemagnetickým jádrem. Níže na fotce je cívka s nemagnetickým jádrem.
Ale kde je její jádro? Vzduch je nemagnetické jádro :-). Takové cívky lze také navinout na nějakou válcovou papírovou trubici. Indukční cívky s nemagnetickým jádrem se používají, když indukčnost nepřesahuje 5 milihenry.
A zde jsou induktory s jádrem:
Používají se hlavně jádra z feritových a železných plátů. Jádra výrazně zvyšují indukčnost cívek. Jádra ve formě prstence (toroidní) umožňují získat vyšší indukčnost než jen jádra válce.
Pro cívky se střední indukčností se používají feritová jádra:
Cívky s velkou indukčností jsou vyrobeny jako transformátor s železným jádrem, ale s jedním vinutím, na rozdíl od transformátoru.
Existuje také speciální typ induktoru. Jedná se o tzv. Induktor je induktor, jehož úkolem je vytvořit v obvodu vysoký odpor proti střídavému proudu, aby se potlačily vysokofrekvenční proudy.
Stejnosměrný proud prochází induktorem bez problémů. Proč se tak děje, si můžete přečíst v tomto článku. Typicky jsou tlumivky zapojeny v napájecích obvodech zesilovacích zařízení. Tlumivky jsou určeny k ochraně napájecích zdrojů před vysokofrekvenčními signály (RF signály). Při nízkých frekvencích (LF) se používají v napájecích obvodech a obvykle mají kovová nebo feritová jádra. Níže na fotografii jsou výkonové tlumivky:
Existuje ještě další speciální typ tlumivek – tento. Skládá se ze dvou protilehlých induktorů. Díky protivinutí a vzájemné indukci je efektivnější. Dvojité tlumivky jsou široce používány jako vstupní filtry pro napájecí zdroje a také v audio technice.
Na jakých faktorech závisí indukčnost cívky? Udělejme nějaké experimenty. Navinul jsem cívku s nemagnetickým jádrem. Jeho indukčnost je tak malá, že mi LC metr ukazuje nulu.
Má feritové jádro
Cívku začínám zasouvat do jádra až po samý okraj
LC metr ukazuje 21 mikrohenry.
Cívku vložím do středu feritu
35 mikrohenry. Už lepší.
Pokračuji v vkládání cívky na pravý okraj feritu
20 mikrohenry. uzavíráme Největší indukčnost na válcovém feritu se vyskytuje v jeho středu. Pokud tedy navíjíte na válec, snažte se navíjet uprostřed feritu. Tato vlastnost se používá k hladké změně indukčnosti v proměnných induktorech:
Kde
1 – toto je rám cívky
2 – to jsou závity cívky
3 – jádro, které má nahoře drážku pro malý šroubovák. Zašroubováním nebo vyšroubováním jádra tím změníme indukčnost cívky.
Indukčnost se stala téměř 50 mikrohenry!
Zkusme narovnat zatáčky po celém feritu
13 mikrohenry. Došli jsme k závěru: Pro maximální indukčnost musí být cívka navinuta „otočením k otočení“.
Zmenšíme otáčky cívky na polovinu. Bylo 24 oběžných drah, nyní je jich 12.
Velmi nízká indukčnost. Snížil jsem počet závitů 2krát, indukčnost se snížila 10krát. Závěr: čím nižší počet závitů, tím nižší indukčnost a naopak. Indukčnost se nemění lineárně napříč závity.
Pojďme experimentovat s feritovým kroužkem.
Měříme indukčnost
15 mikrohenry
Posuneme závity cívky směrem od sebe
Pojďme znovu měřit
Hmm, také 15 mikrohenry. Došli jsme k závěru: Vzdálenost od zatáčky k zatáčce nehraje u toroidního induktoru žádnou roli.
Udělejme více zatáček. Byly 3 otáčky, nyní je jich 9.
Měříme
Páni! Zvýšil se počet závitů 3krát a indukčnost se zvýšila 12krát! Závěr: Indukčnost se nemění lineárně napříč závity.
Pokud věříte vzorcům pro výpočet indukčností, indukčnost závisí na "závitech na druhou". Tyto vzorce zde nebudu zveřejňovat, protože nevidím potřebu. Řeknu pouze, že indukčnost závisí také na takových parametrech, jako je jádro (z jakého materiálu je vyrobeno), plocha průřezu jádra a délka cívky.
Na sériové zapojení tlumivek jejich celková indukčnost se bude rovnat součtu indukčností.
A kdy paralelní připojení dostaneme toto:
Při připojování indukčností je třeba provést následující: Platí pravidlo, že by měly být na desce prostorově rozmístěny. Pokud jsou totiž blízko sebe, jejich magnetická pole se budou vzájemně ovlivňovat, a proto budou hodnoty indukčností nesprávné. Neumisťujte dvě nebo více toroidních cívek na jednu osu železa. To může mít za následek nesprávné odečty celkové indukčnosti.
Induktor hraje velmi důležitou roli v elektronice, zejména v zařízeních transceiverů. Na indukčních cívkách jsou také postaveny různé typy elektronických rádiových zařízení a v elektrotechnice se používá také jako omezovač proudových rázů.
Kluci z Soldering Iron natočili velmi dobré video o induktoru. Rozhodně doporučuji shlédnout:
Takže, milí přátelé, pokud jste zde, pak vás pravděpodobně zajímá, jak funguje induktor (tlumivka). Existuje jich velmi velké množství odrůd a někdy se od sebe tak liší, nebo naopak, jsou tak podobné běžnému transformátoru, že to není hned zřejmé. Vypadá to nějak takto:
A na diagramu je to naznačeno takto:
Cívka se používá k mnoha účelům:
Cívka je vyrobena ve formě spirálových vinutí jednožilového nebo vícežilového vodiče kolem hlavní válcové tyče.
-
Vlastnosti induktoru:
Schéma činnosti cívky; 
---
Postavme si vlastní induktor!
B je magnetické pole, I je síla proudu.
Nejprve vezmeme tento drát a uděláme z něj spirálu.
Dodejme elektřinu na konce naší cívky! Udělejme první závěry o činnosti našeho zařízení.Pokud je do cívky nepřetržitě přiváděn elektrický proud, její síla bude postupně narůstat.Pokud je elektrický proud náhle odstraněn. proudu, pak jeho síla v cívce prudce vzroste a postupně klesne na nulu.
Existují dva typy cívek:
S nemagnetickým a magnetickým jádrem.
Jakou jsme dostali cívku?Je to tak,vzduch je nemagnetické jádro.Takové cívky se většinou navíjejí na papírovou bužírku a používají se pokud indukčnost nepřesahuje 5 miliHenry.
--
A takto vypadají cívky s magnetickým nebo železným jádrem:
Jádro výrazně zvyšuje pevnost cívky...
A toto je typický představitel tohoto typu transformátoru:
Má pouze dva rozdíly od cívek s magnetickým jádrem:
----
To je vše, milí přátelé, doufám, že se vám líbil můj článek, ve kterém jsem mluvil o tom, co je induktor a jak si ho vyrobit sami.
--------
Griguz_Piguz
Induktor jako radioelektronický prvek je zcela běžný. Někdy je nenahraditelný, pro nastavení mnoha rádií a používá se v mnoha zařízeních. Je třeba poznamenat, že pro exkluzivní věci někdy není možné získat exkluzivní cívky, takže musíte znát nejen strukturu induktoru a vzorce pro jeho výpočet, ale také umět vyrobit induktory sami. V tomto článku najde každý začínající radioamatér několik užitečných tipů pro sebe.
Cívky induktoru se velmi liší svou konstrukcí, tloušťkou drátu, počtem závitů, způsobem vinutí, přítomností jádra - to vše ovlivňuje indukčnost cívky, obrázek č. 1, 2.
Obrázek č. 1 - Příklad induktoru V případě, že potřebujete malou indukčnost, můžete ji vyrobit i plochou, obrázek č. 2. Naleptejte jej například přímo na desku.
Obrázek č. 2 - Příklad ploché tlumivky Sestavením obvodu, ve kterém je oscilační obvod, nastavením rádiového přijímače nebo vysílače (cokoli) nebo vyrobením jakéhokoli jiného obvodu (navíjení např. vysokonapěťových cívek). Musíte upravit vzdálenost mezi závity cívky. Po sestavení obvodu, aby nedošlo k nechtěným změnám parametrů cívky v důsledku mechanického posunutí závitů, stačí cívku naplnit obyčejným voskem nebo parafínem (pokud se cívka nezahřívá) Obrázek č. 3.
Obrázek č. 3 - Příklad voskem plněné cívky Cívky můžete naplnit epoxidovou pryskyřicí nebo silikonem - vše závisí na podmínkách, za kterých musí váš induktor fungovat. A co máte na dosah ruky. V případě vosku (parafínu) jej stačí roztavit a jen počkat, až vychladne tak, že do něj nejprve spustíte induktor.
Pro vytvoření magnetického pole a vyhlazení rušení a impulsů v něm se používají speciální akumulační prvky. Induktory ve střídavých a stejnosměrných obvodech se používají k uložení určitého množství energie a omezení elektřiny.
Hlavním účelem induktorů GOST 20718-75 je akumulace elektrické energie v magnetickém poli pro akustiku, transformátory atd. Používají se pro vývoj a konstrukci různých selektivních obvodů a elektrických zařízení. Jejich funkčnost, velikost a oblast použití závisí na designu (materiálu, počtu otáček), přítomnosti rámu. Zařízení se vyrábí v továrnách, ale můžete si je vyrobit sami. Domácí prvky jsou ve spolehlivosti poněkud nižší než ty profesionální, ale jsou několikrát levnější.
Foto - schémaRám induktoru je vyroben z dielektrického materiálu. Kolem něj je navinutý izolovaný vodič, který může být buď jednožilový, nebo vícežilový. V závislosti na typu vinutí jsou to:
Pozoruhodnou vlastností induktoru pro elektrické obvody je, že může být navinut buď v několika vrstvách, nebo sjednocený, tj. se zbytky. Pokud je použit silný vodič, pak lze prvek navinout bez rámu, pokud je tenký, pak pouze na rámec. Tyto rámy induktorů se dodávají v různých průřezech: čtvercové, kulaté, obdélníkové. Výsledné vinutí lze vložit do speciálního pouzdra jakéhokoli elektrického zařízení nebo použít otevřeně.
Foto - návrh domácího prvku Jádra se používají ke zvýšení indukčnosti. V závislosti na účelu prvku se použitý materiál tyče liší:
Na základě principu činnosti existují následující typy:
Označení induktorů je určeno počtem závitů a barvou pouzdra.
Foto – značení Schéma činnosti aktivních induktorů je založeno na skutečnosti, že každý jednotlivý závit vinutí se protíná s magnetickými siločárami. Tento elektrický prvek je nezbytný pro získávání elektrické energie ze zdroje energie a pro její přeměnu na uložení ve formě elektrického pole. Pokud tedy obvodový proud vzroste, magnetické pole se rozšíří, ale pokud se sníží, pole se bude vždy smršťovat. Tyto parametry také závisí na frekvenci a napětí, ale obecně zůstává účinek nezměněn. Zapnutí prvku způsobí fázový posun proudu a napětí.
Foto - princip fungování Kromě toho mají indukční (rámové a bezrámové) cívky vlastnost samoindukce, její výpočet se provádí na základě údajů nominální sítě. Ve vícevrstvých a jednovrstvých vinutích vzniká napětí opačné k napětí elektrického proudu. Toto se nazývá EMF, určení elektromotorické magnetické síly závisí na hodnotách indukčnosti. Lze jej vypočítat pomocí Ohmova zákona. Stojí za zmínku, že bez ohledu na síťové napětí se odpor v induktoru nemění.
Foto - zapojení jednotlivých vývodů prvků Souvislost mezi indukčností a konceptem (změnou) emf lze nalézt pomocí vzorce ε c = – dФ/dt = – L*dI/dt, kde ε je hodnota samoindukce emf. A pokud je rychlost změny elektrické energie rovna dI/dt = 1 A/c, pak L = ε c.
Video: výpočet induktoru
Kde L je samotný prvek, který akumuluje magnetickou energii.
Současně se doba volných kmitů tohoto obvodu vypočítá jako:
Vzorec – perioda volných kmitů Kde C je kondenzátor, reaktivní prvek obvodu, který uchovává elektrickou energii v určitém obvodu. Velikost indukční reaktance v takovém obvodu se vypočítá jako X L = U/I. Zde X je kapacita. Při výpočtu rezistoru jsou do příkladu vloženy hlavní parametry tohoto prvku.
Indukčnost solenoidu je určena vzorcem:
Vzorec - indukčnost cívky elektromagnetuÚroveň indukčnosti má navíc určitou závislost na teplotě na desce. Paralelní spojení více dílů, změny hustoty a velikosti závitů vinutí a další parametry ovlivňují základní vlastnosti tohoto prvku.
Foto – teplotní závislost Chcete-li zjistit parametry induktoru, můžete použít různé metody: měřit multimetrem, testovat osciloskopy, kontrolovat samostatně ampérmetrem nebo voltmetrem. Tyto možnosti jsou velmi výhodné, protože jako reaktivní prvky používají kondenzátory, jejichž elektrické ztráty jsou velmi malé a nemusí být ve výpočtech zohledněny. Někdy se pro zjednodušení úlohy používá speciální program pro výpočet a měření potřebných parametrů. To umožňuje výrazně zjednodušit výběr potřebných prvků pro obvody.
Tlumivky (SMD 150 μH a další) a vodiče pro jejich vinutí zakoupíte v každém elektroprodejně, jejich cena se pohybuje od 2 USD do několika desítek.
