ตัวเหนี่ยวนำ

ตัวเหนี่ยวนำช่วยให้พลังงานไฟฟ้าถูกเก็บไว้ในสนามแม่เหล็ก การใช้งานทั่วไปคือการปรับตัวกรองให้เรียบและวงจรเลือกต่างๆ

ลักษณะทางไฟฟ้าของขดลวดเหนี่ยวนำถูกกำหนดโดยการออกแบบ คุณสมบัติของวัสดุของแกนแม่เหล็กและการกำหนดค่า จำนวนรอบของขดลวด

ด้านล่างนี้เป็นปัจจัยหลักที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกตัวเหนี่ยวนำ:

ก) ค่าตัวเหนี่ยวนำที่ต้องการ (H, mH, mkГ-n. nHn)

b) กระแสคอยล์สูงสุด กระแสสูงเป็นอันตรายมากเนื่องจากความร้อนที่มากเกินไปซึ่งทำให้ฉนวนของขดลวดเสียหาย นอกจากนี้หากกระแสมากเกินไปอาจเกิดความอิ่มตัวของวงจรแม่เหล็กด้วยฟลักซ์แม่เหล็กซึ่งจะนำไปสู่การลดลงอย่างมากในการเหนี่ยวนำ

(ค) ความแม่นยำของตัวเหนี่ยวนำ

ง) ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของตัวเหนี่ยวนำ

e) ความเสถียรกำหนดโดยการพึ่งพาการเหนี่ยวนำจากปัจจัยภายนอก

f) ความต้านทานที่ใช้งานของขดลวด

g) Q-factor ของขดลวด โดยปกติจะกำหนดไว้ที่ความถี่ในการทำงานเป็นอัตราส่วนของความต้านทานแบบเหนี่ยวนำและแบบแอคทีฟ

h) ช่วงความถี่ของขดลวด

ขณะนี้มีการผลิตตัวเหนี่ยวนำ RF สำหรับค่าความถี่คงที่พร้อมค่าความเหนี่ยวนำตั้งแต่ 1 μH ถึง 10 mH สำหรับการปรับจูนวงจรเรโซแนนซ์ ควรมีคอยส์พร้อมตัวเหนี่ยวนำที่ปรับได้

ตัวเหนี่ยวนำชั้นเดียวที่มีวงจรแม่เหล็กเปิดใช้ในวงจรปรับแต่งเครื่องมือ

ขดลวดวงจรแม่เหล็กเปิดหลายชั้นใช้ในตัวกรองและหม้อแปลงความถี่สูง ตัวเหนี่ยวนำหลายชั้นหุ้มเกราะที่มีแกนเฟอร์ไรต์ใช้ในตัวกรองและหม้อแปลงความถี่ต่ำและปานกลาง และขดลวดที่คล้ายกันแต่มีแกนเหล็ก ใช้ในโช้คแบบเรียบและตัวกรองความถี่ต่ำ

สูตรตัวเหนี่ยวนำ

ความสัมพันธ์เชิงประมาณหลักที่ใช้ในการออกแบบตัวเหนี่ยวนำมีดังนี้

1. พารามิเตอร์ของตัวเหนี่ยวนำชั้นเดียวซึ่งอัตราส่วนของความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 5 ถูกกำหนดเป็น

โดยที่ L — ตัวเหนี่ยวนำ, μH, M — จำนวนรอบ, d — เส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวด, ซม., ล. — ความยาวที่คดเคี้ยว, ดู

2. พารามิเตอร์ของตัวเหนี่ยวนำหลายชั้นซึ่งอัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางต่อความยาวมากกว่า 1 ถูกกำหนดเป็น

โดยที่ L — ตัวเหนี่ยวนำ, μH, n — จำนวนรอบ, dm — เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของขดลวด, cm, e — ความหนาของขดลวด ดูที่

ขดลวดเดี่ยวและหลายชั้นที่มีวงจรแม่เหล็กเฟอร์ไรต์เปิดจะมีการเหนี่ยวนำ 1.5 - 3 เท่า ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติและการกำหนดค่าของแกน วางแกนทองเหลืองแทนแกนเฟอร์ไรต์ จะลดความเหนี่ยวนำได้ถึง 60-90% เมื่อเทียบกับค่าไร้แกนของมัน

สามารถใช้แกนเฟอร์ไรต์เพื่อลดจำนวนรอบในขณะที่รักษาค่าความเหนี่ยวนำเท่าเดิม

เมื่อผลิตขดลวดที่มีความเหนี่ยวนำ 100 μH ถึง 100 mH สำหรับความถี่ต่ำและปานกลาง ขอแนะนำให้ใช้แกนเกราะเฟอร์ไรต์แกนของซีรีส์ KM ในกรณีนี้ วงจรแม่เหล็กประกอบด้วยถ้วยสองถ้วยที่ติดตั้งเคียงข้างกัน โดยมีขดลวดส่วนเดียวติดอยู่กับที่ ตัวยึดสองตัวและแกนปรับ

ค่าความเหนี่ยวนำที่ต้องการและจำนวนรอบสามารถคำนวณได้จากสูตร

โดยที่ N คือจำนวนรอบ, L คือค่าความเหนี่ยวนำ, nH, Al คือค่าสัมประสิทธิ์ของความเหนี่ยวนำ, nH/vit

คุณควรจำไว้เสมอว่าก่อนที่จะคำนวณค่าความเหนี่ยวนำ คุณต้องกำหนดจำนวนรอบที่พอดีกับขดลวดที่กำหนด

เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดที่เล็กลงจำนวนรอบก็จะยิ่งมากขึ้น แต่ความต้านทานของเส้นลวดก็จะยิ่งมากขึ้นและแน่นอนว่าความร้อนของมันเนื่องจากพลังงานที่ปล่อยออกมา เท่ากับ Az2R... ค่าประสิทธิผลของกระแสขดลวดไม่ควร เกิน 100 mA สำหรับลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.2 มม. 750 mA — สำหรับ 0.5 มม. และ 4 A — สำหรับ 1 มม.

บันทึกย่อและเคล็ดลับ

ความเหนี่ยวนำของขดลวดแกนเหล็กลดลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากกระแสไฟตรงในขดลวดเพิ่มขึ้น สิ่งนี้ควรได้รับการพิจารณาเป็นพิเศษเมื่อออกแบบตัวกรองปรับความเรียบของแหล่งจ่ายไฟ

กระแสสูงสุดของตัวเหนี่ยวนำจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิโดยรอบและช่วยให้ภรรยาลดลงเมื่อเพิ่มขึ้น ดังนั้นเพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือจึงต้องจัดเตรียมกระแสไฟสำรองจำนวนมาก

แกน Ferrite toroidal มีประสิทธิภาพในการสร้างตัวกรองและหม้อแปลงที่มีความถี่สูงกว่า 30 MHz ในกรณีนี้ ขดลวดประกอบด้วยเพียงไม่กี่รอบ

เมื่อใช้ลวดชนิดใดก็ตาม ส่วนหนึ่งของเส้นสนามแม่เหล็กจะไม่ปิดตามวงจรแม่เหล็ก แต่ผ่านช่องว่างรอบๆ ผลกระทบนี้เด่นชัดเป็นพิเศษในกรณีของวงจรแม่เหล็กเปิด โปรดทราบว่าสนามแม่เหล็กจรจัดเหล่านี้เป็นแหล่งสัญญาณรบกวน ดังนั้นแกนจะต้องถูกวางไว้ในอุปกรณ์ในลักษณะที่ลดการรบกวนนี้ให้ได้มากที่สุด

ตัวเหนี่ยวนำมีความจุของกาฝากซึ่งสร้างวงจรการสั่นร่วมกับความเหนี่ยวนำของขดลวด ความถี่เรโซแนนซ์ของวงจรดังกล่าวสำหรับตัวเหนี่ยวนำประเภทต่างๆ อาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ 20 kHz ถึง 100 MHz