電感器
電感器允許將電能存儲在磁場中。典型應用是平滑濾波器和各種選擇電路。
電感線圈的電氣特性由其設計、磁芯材料特性及其配置、線圈匝數決定。
以下是選擇電感器時要考慮的主要因素:
a) 要求的電感值(H, mH, mkΓ-n. nHn),
b) 最大線圈電流。大電流非常危險,因為過熱會損壞繞組的絕緣。此外,如果電流過大,磁路可能會出現磁通量飽和,這將導致電感顯著降低,
(c) 電感的準確度,
d) 電感溫度係數,
e) 穩定性取決於電感對外部因素的依賴性,
f)繞組線的有源電阻,
g) 線圈的品質因數。它通常在工作頻率下定義為電感和有源電阻之比,
h) 線圈的頻率範圍。
目前正在為固定頻率值生產射頻電感器,電感量從 1 μH 到 10 mH。對於調諧諧振電路,希望線圈具有可調電感。
具有開放磁路的單層電感器用於儀器調諧電路。
多層開式磁路繞組用於濾波器和高頻變壓器。帶有鐵氧體磁芯的鎧裝多層電感器用於低通和中通濾波器和變壓器,類似的繞組,但帶有鋼芯,用於平滑扼流圈和低通濾波器。
電感公式
電感器設計中使用的主要近似關係如下。
1、長徑比大於5的單層電感參數定義為
其中L——電感,μH,M——匝數,d——線圈直徑,cm,l——繞組長度,見
2. 直徑與長度之比大於1的積層電感的參數定義為
式中L——電感量,μH,n——匝數,dm——線圈平均直徑,cm,e——線圈厚度,見
具有開路鐵氧體磁路的單層和多層線圈的電感為該值的 1.5 - 3 倍,具體取決於磁芯的特性和配置。放置黃銅磁芯而不是鐵氧體磁芯。與其無芯值相比,電感值最多可降低 60-90%。
鐵氧體磁芯可用於減少匝數,同時保持相同的電感。
生產電感值100μH~100mH的中低頻線圈時,推薦使用KM系列鐵氧體鎧裝磁芯。在這種情況下,磁路由兩個並排安裝的杯子組成,上面裝有一個單節線圈、兩個固定支架和一個調節桿。
所需的電感和匝數可以從以下公式計算得出
其中N為匝數,L——電感,nH,Al——電感係數,nH/vit。
您應該始終記住,在計算電感之前,您需要確定給定線圈可以容納的匝數。
導線的直徑越小,匝數越大,但導線的電阻越大,當然,由於釋放的功率等於 Az2R 而導致的發熱......線圈電流的有效值不應直徑為 0.2 毫米的導線超過 100 毫安。 750 mA — 用於 0.5 mm 和 4 A — 用於 1 mm。
小筆記和提示
鋼芯繞組的電感隨著繞組中直流電流的增加而迅速減小。在設計電源平滑濾波器時尤其應考慮這一點。
電感器的最大電流取決於環境溫度,允許隨溫度升高而減小。因此,為保證裝置的可靠運行,必須提供較大的電流儲備。
鐵氧體環形磁芯可有效製造 30 MHz 以上的濾波器和變壓器。在這種情況下,繞組僅包含幾匝。
當使用任何類型的導線時,部分磁力線不是沿著磁路閉合,而是通過它周圍的空間閉合。這種影響在開放磁路的情況下尤其明顯。請注意,這些雜散磁場是乾擾源,因此必須以盡可能減少這種干擾的方式將磁芯放置在設備中。
電感器具有一定的寄生電容,與線圈的電感結合形成振盪電路。對於不同類型的電感器,這種電路的諧振頻率可以在 20 kHz 到 100 MHz 之間變化。
