Энергия катушки индуктивности – Катушка индуктивности

Катушка индуктивности

Катушка индуктивности – электронный компонент, представляющий собой винтовую либо спиральную конструкцию, выполненную с применением изолированного проводника.  Основным свойством катушки индуктивности, как понятно из названия – индуктивность. Индуктивность – это свойство преобразовать энергию электрического тока в энергию магнитного поля. Величина индуктивности для цилиндрической или кольцевой катушки равна 

Где  ψ - потокосцепление, µ0 = 4π*10-7 – магнитная постоянная, N – количество витков, S – площадь поперечного сечения катушки.

Также катушке индуктивности присущи такие свойства как небольшая ёмкость и малое активное сопротивление, а идеальная катушка и вовсе их лишена. Применение данного электронного компонента отмечается практически повсеместно в электротехнических устройствах. Цели применения различны:

- подавление помех в электрической цепи;
- сглаживание уровня пульсаций;
- накопление энергетического потенциала;
- ограничение токов переменной частоты;
- построение резонансных колебательных контуров;
- фильтрация частот в цепях прохождения электрического сигнала;

- формирование области магнитного поля;
- построение линий задержек, датчиков и т.д.

Энергия магнитного поля катушки индуктивности

Электрический ток способствует накоплению энергии в магнитном поле катушки. Если отключить подачу электричества, накопленная энергия будет возвращена в электрическую цепь. Значение напряжения при этом в цепи катушки возрастает многократно. Величина запасаемой энергии в магнитном поле равна примерно тому значению работы, которое необходимо получить, чтобы обеспечить появление необходимой силы тока в цепи. Значение энергии, запасаемой катушкой индуктивности можно рассчитать с помощью формулы.

 

Реактивное сопротивление

При протекании переменного тока, катушка обладает кроме активного, еще и реактивным сопротивлением, которое находится по формуле 

По формуле видно, что в отличие от конденсатора, у катушки с увеличением частоты, реактивное сопротивление растет, это свойство применяется в фильтрах частот.

При построении векторных диаграмм важно помнить, что в катушке, напряжения опережает ток на 90 градусов.

Добротность катушки

Еще одним важным свойством катушки является добротность. Добротность показывает отношение реактивного сопротивления катушки к активному. 

Чем выше добротность катушки, тем она ближе к идеальной, то есть она обладает только главным своим свойством – индуктивностью.

Конструкции катушек индуктивности


Конструктивно катушки индуктивности могут быть представлены в разном исполнении. Например, в исполнении однослойной или многослойной намотки проводника. При этом намотка провода может выполняться на диэлектрических каркасах разных форм: круглых, квадратных, прямоугольных. Нередко практикуется изготовление бескаркасных катушек. Широко применяется методика изготовления катушек тороидального типа. 

Витки проводника, как правило, наматываются плотно один к одному. Однако в некоторых случаях намотка производится с шагом. Подобная методика отмечается, к примеру, когда изготавливаются высокочастотные дроссели. Намотка провода с шагом способствует снижению образования паразитной ёмкости, так же как и намотка, выполненная отдельными секциями. 

Индуктивность катушки можно изменять,  добавляя в конструкцию катушки ферромагнитный сердечник. Внедрение сердечников отражается на подавлении помех. Поэтому практически все дроссели, предназначенные для подавления высокочастотных помех, как правило, имеют ферродиэлектрические сердечники, изготовленные на основе феррита, флюкстрола, ферроксона, карбонильного железа. Низкочастотные помехи хорошо сглаживаются катушками на пермалоевых сердечниках или на сердечниках из электротехнической стали.

  • Просмотров:
  • electroandi.ru

    Катушка индуктивности: устройство, принцип работы, назначение

    Катушки индуктивности нашли широкое применение в электротехнике в качестве накопителей энергии, колебательных контуров, ограничения тока. Поэтому их можно встретить везде, начиная от портативной электроники, заканчивая подстанциями в виде гигантских реакторов. В этой статье мы расскажем, что это такое катушка индуктивности, а также какой у нее принцип работы и многое другое.

    Определение и принцип действия

    Катушка индуктивности — это катушка смотанного в спираль или другую форму изолированного проводника. Основные особенности и свойства: высокая индуктивность при низкой ёмкости и активном сопротивлении.

    Она накапливает энергию в магнитном поле. На рисунке ниже вы видите её условное графическое обозначение на схеме (УГО) в разных видах и функциональных назначениях.

    Она может быть с сердечником и без него. При этом с сердечником индуктивность будет в разы больше, чем если его нет. От материала, из которого изготовлен сердечник, также зависит величина индуктивности. Сердечник может быть сплошным или разомкнутым (с зазором).

    Напомним один из законов коммутации:

    Ток в индуктивности не может измениться мгновенно.

    Это значит, что катушка индуктивности — это своего рода инерционный элемент в электрической цепи (реактивное сопротивление).

    Давайте поговорим, как работает это устройство? Чем больше индуктивность, тем больше изменение тока будет отставать от изменения напряжения, а в цепях переменного тока — фаза тока отставать от фазы напряжения.

    В этом и заключается принцип работы катушек индуктивности – накопление энергии и задерживание фронта нарастания тока в цепи.

    Из этого же вытекает и следующий факт: при разрыве в цепи с высокой индуктивностью напряжение на ключе повышается и образуется дуга, если ключ полупроводниковый — происходит его пробой. Для борьбы с этим используются снабберные цепи, чаще всего из резистора и конденсатора, установленного параллельно ключу.

    Виды и типы катушек

    В зависимости от сферы применения и частоты цепи может отличаться конструкция катушки.

    По частоте можно условно разделить на:

    • Низкочастотные. Пример — дроссель люминесцентной лампы, трансформатор (каждая обмотка представляет собой катушку индуктивности), реактор, фильтры электромагнитных помех. Сердечники чаще всего выполняются из электротехнической стали, для цепей переменного тока из листов (шихтованный сердечник).
    • Высокочастотные. Например, контурные катушки радиоприемников, катушки связи усилителей сигнала, накопительные и сглаживающие дроссели импульсных блоков питания. Их сердечник изготавливают обычно из феррита.

    Конструкция отличается в зависимости от характеристик катушки, например, намотка может быть однослойной и многослойной, намотанной виток к витку или с шагом. Шаг между витками может быть постоянным или прогрессивным (изменяющимся по длине катушки). Способ намотки и конструкция влияют на конечные размеры изделия.

    Отдельно стоит рассказать о том, как устроена катушка с переменной индуктивностью, их еще называют вариометры. На практике можно встретить разные решения:

    • Сердечник может двигаться относительно обмотки.
    • Две обмотки расположены на одном сердечнике и соединены последовательно, при их перемещении изменяется взаимоиндукция и индуктивная связь.
    • Сами витки для настройки контура могут раздвигаться или сужаться приближаясь друг к другу (чем плотнее намотка — тем больше индуктивность).

    И так далее. При этом подвижная часть называется ротором, а неподвижная — статором.

    По способу намотки бывают также различными, например, фильтры со встречной намоткой подавляют помехи из сети, а намотанные в одну сторону (согласованная намотка) подавляют дифференциальные помехи.

    Для чего нужны и какие бывают

    В зависимости от того, где применяется катушка индуктивности и её функциональных особенностей, она может называться по-разному: дроссели, соленоиды и прочее. Давайте рассмотрим, какие бывают катушки индуктивности и их сферу применения.

    Дроссели. Обычно так называются устройства для ограничения тока, область применения:

    • В пускорегулирующей аппаратуре для розжига и питания газоразрядных ламп.
    • Для фильтрации помех. В блоках питания — фильтр электромагнитных помех со сдвоенным дросселем на входе компьютерного БП, изображен на фото ниже. Также используется в акустической аппаратуре и прочем.
    • Для фильтрации определенных частот или полосы частот, например, в акустических системах (для разделения частот по соответствующим динамикам).
    • Основа в импульсных преобразователях — накопитель энергии.

    Токоограничивающие реакторы — используются для ограничения токов короткого замыкания на ЛЭП.

    Примечание: у дросселей и реакторов должно быть низкое активное сопротивление для уменьшения их нагрева и потерь.

    Контурные катушки индуктивности. Используются в паре с конденсатором в колебательном контуре. Резонансная частота подбирается под частоту приема или передачи в радиосвязи. У них должна быть высокая добротность.

    Вариометры. Как было сказано — это настраиваемые или переменные катушки индуктивности. Чаще всего используются в тех же колебательных контурах для точной настройки частоты резонанса.

    Соленоид — так называется катушка, длина которой значительно больше диаметра. Таким образом внутри соленоида образуется равномерное магнитное поле. Чаще всего соленоиды используются для совершения механической работы — поступательного движения. Такие изделия называют еще электромагнитами.

    Рассмотрим, где используются соленоиды.

    Это может быть активатор замка в автомобиле, шток которого втягивается после подачи на соленоид напряжения, и звонок, и различные исполнительные электромеханические устройства типа клапанов, грузоподъёмные магниты на металлургических производствах.

    В реле, контакторах и пускателях соленоид также выполняет функцию электромагнита для привода силовых контактов. Но в этом случае его чаще называют просто катушка или обмотка реле (пускателя, контактора соответственно), как выглядит, на примере малогабаритного реле вы видите ниже.

    Рамочные и кольцевые антенны. Их назначение — передача радиосигнала. Используются в иммобилайзерах автомобилей, металлодетекторах и для беспроводной связи.

    Индукционные нагреватели, тогда она называется индуктором, вместо сердечника помещают нагреваемое тело (обычно металл).

    Основные параметры

    К основным характеристикам катушки индуктивности можно отнести:

    1. Индуктивность.
    2. Силу тока (для подбора подходящего элемента при ремонте и проектировании это нужно учитывать).
    3. Сопротивление потерь (в проводах, в сердечнике, в диэлектрике).
    4. Добротность — отношение реактивного сопротивления к активному.
    5. Паразитная емкость (емкость между витками, говоря простым языком).
    6. Температурный коэффициент индуктивности — изменение индуктивности при нагреве или охлаждении элемента.
    7. Температурный коэффициент добротности.

    Маркировка

    Для обозначения номинала катушки индуктивности используют буквенную или цветовую маркировку. Есть два вида буквенной маркировки.

    1. Обозначение в микрогенри.
    2. Обозначение набором букв и цифр. Буква r – используется вместо десятичной запятой, буква в конце обозначения обозначает допуск: D = ±0.3 нГн; J = ±5%; К = ±10%; М = ±20%.

    Цветовую маркировку можно распознать аналогично таковой на резисторах. Воспользуйтесь таблицей, чтобы расшифровать цветные полосы или кольца на элементе. Первое кольце иногда делают шире остальных.

    На это мы и заканчиваем рассматривать, что собой представляет катушка индуктивности, из чего она состоит и зачем нужна. Напоследок рекомендуем посмотреть полезное видео по теме статьи:

    Материалы по теме:

    Автор: Алексей Бартош

    samelectrik.ru

    для чего она нужна и как работает, параметры

    Индукционная катушка — это дроссель или изолированный проводник. Используется электрический каркас, композитные вставки. При рассмотрении понятия необходимо изучить свойства, основные особенности катушки индуктивности.

    Определение устройства

    Катушка индуктивности — это устройство, которое обладает малой емкостью и значительным сопротивлением. Дроссель является отменным проводником электрического тока, учитывается высокий показатель инерционности. Устройства применяются в качестве свернутого изолированного проводника. Винтовые, спиральные модификации способны справляться с помехами, колебаниями в сети.

    Индукционная катушка

    Важно! Устройство работает в цепях переменного тока при низкой и высокой частоте.

    Назначение и принцип действия

    Специалисты задаются вопросом, зачем нужна токовая катушка индуктивности в цепи, и для этого необходимо разобраться в показателях. Коэффициент ЭДС (электродвижущая сила) показывает разницу между энергией и магнитным потоком. Устройства самоиндукции способны влиять на изменения в цепи. Чаще всего дроссели применяются в силовых установках. Они способны контролировать уровень напряжения, не допускают разрыва цепи.

    Устройства самоиндукции

    Также компоненты устанавливаются на пару с конденсаторами либо резисторами. Благодаря работе катушки фильтры находятся в безопасности. Теперь вызывает интерес, как включается индукционная катушка. Принцип работы построен на изоляции проводников. В конструкции используется электрический каркас с различным сечением. За счёт намоток обеспечивается распределение ёмкости на дросселе.

    Интересно! Витки наматываются с определенным шагом, многое зависит от типа катушки.

    Виды и типы

    Различают низкочастотные, высокочастотные модели. В отдельную категорию выделяют винтовые, спиральные катушки. Также существуют модификации, которые используются в радиотехнике. Они подходят для защиты конденсатора либо резонансных контуров.

    Устройства в радиотехнике

    Для трансформаторов годятся катушки с усилителем каскадом. В последнюю категорию выделены вариометры, основное отличие — высокая частота колебательных контуров. Дроссели могут быть одинарными либо сдвоенными. От этого зависит показатель индуктивности и питания системы.

    Низкочастотные

    Для включения в электрическую цепь, применяется низкочастотная катушка индуктивности. Она предназначена для подавления переменного тока. В формуле учитывается циклическая частота и показатели индуктивности. За основу в устройствах берётся сердечник, который изготавливается из стали. Он может быть с фильтрами либо без них.

    Чтобы влиять на частоту, происходит игра с сопротивлением. В цепи постоянного тока напряжение должно быть неизменным. С целью понижения частоты применяются фильтры. Основная проблема — это малая ёмкость. Чтобы детально ознакомиться с дросселем, стоит подробнее узнать о резонансной частоте, которая выделяется на контуре рабочего сигнала.

    Когда в цепях повышается напряжение, на каркас оказывается нагрузка. В цепи постоянного тока задействуются непрозрачные проволочные резисторы. Также для этих целей подходят однослойные катушки типа «универсал». Их особенность — использование ферритовых стержней.

    Низкочастотная катушка

    Высокочастотные

    Устройства изготавливаются с различными типами обмотки. Речь идет о наборе преимуществ, которые спасают в той или иной ситуации. Сфера применения элементов широка, учитывается значительная частота модуляции. Таким образом удается бороться с повышенным сопротивлением металлов. У катушек имеется сердечник.

    Основная задача — это модуляция частоты генератора. Она происходит за счёт усиления сигнала, и за процессом можно проследить при подключении осциллографа. Многие высокочастотные катушки не отличаются стабильной работой, поскольку применяется керамический каркас. У него малый срок годности, плюс они восприимчивы к повышенной влажности.

    Интересно! Современные товары изготавливаются из алюминия и являются компактными.

    Электрикам известны контурные, безконтурные модификации высокой частоты. В зависимости от намотки учитывается стабильность электрических параметров. У моделей высокой частоты могут применяться магниты и провода. Речь идет о порошковых материалах, сделанных из диэлектриков.

    Процесс изготовления связан с методом холодного прессования. Индуктивные датчики отличаются по защищенности. На предприятиях элементы могут погружать в раствор либо продевать в трубку. Это делается с целью избежания коротких замыканий. Мировые производители решают проблему путем использование вторичного витка.

    Высокочастотная катушка

    У моделей значительное сопротивление и есть проблема с концентрацией электролита. Таким образом изменяются свойства катушки индуктивности. Проводимость раствора падает и повышается частота электромагнитного поля.

    Основные технические параметры

    Катушки индуктивности имеют следующие характеристики:

    • добротность отклонения;
    • эффективность;
    • начальная индуктивность;
    • температура;
    • стабильность;
    • предельная емкость;
    • номинальная индуктивность.

    Стабильность демонстрирует свойства устройства при изменении условий использования. Температура фиксируется вследствие различных причин. Многое зависит от размера каркаса. Когда температура уменьшается, индуктивность также снижается. Современные параметры — это цикличность, которая является отношением температуры к линейному расширению. Учитывается изменение в керамической основе плюс показатель плотности.

    Температура отслеживается на горячей намотке. В этом плане хорошо себя показали многослойные дроссели с сердечником, которые сделаны из карбонильного железа. Ёмкость отображает количество витков катушки, берется в расчет количество секций и контуров. Высокочастотные модели считаются более емкостными и стабильными.

    Емкостные катушки

    Номинальная индуктивность — это параметр, который учитывает изменение размеров волны. Измерение происходит в микрогенрах. Если смотреть на формулу, учитывается количество витков, длина намотки, плюс диаметр катушки.

    Маркировка

    При рассмотрении катушек индуктивности оценивается цветовая и кодовая маркировка. Если смотреть на первые цифры, отображается показатель индуктивности. Далее учитывается параметр отклонения:

    • Серебряный 0,01 мкГн, 10%.
    • Золотой 0,1 мкГн, 5%.
    • Черный 0,1мкГн, 20%.
    • Коричневый 1,1 мкГн.
    • Красный 2, 2 мкГн.
    • Оранжевый 1 мкГн.
    • Желтый 4 мкГн.
    • Зеленый 5 мкГн.
    • Голубой 6 мкГн.
    • Фиолетовый 7мкГн.
    • Серый 8 мкГн.
    • Белый 9 мкГн.

    Маркировка

    В нестабильной цепи переменного электрического тока не обойтись без катушки индуктивности. Выше описаны основные типы изолированных проводников, продемонстрированы их параметры. Учитывается уровень частоты, а также свойства.

    rusenergetics.ru

    Беспроводная передача энергии через магнитно-связанные индуктивные катушки / Habr

    Введение


    Думаю, что многие из читателей видели хотя бы один ролик на популярных видеосервисах, где электричество передается через пустое пространство при помощи индуктивных катушек.

    В этой статье мы хотим обратиться к первоосновам процесса беспроводной передачи энергии с помощью магнитного поля. Начав с рассмотрения простейшей индуктивной катушки, и вычисления ее индуктивности, мы постепенно перейдем к теории электрических цепей, в рамках которой, будет показан и обоснован способ передачи максимальной мощности при прочих равных условиях. Итак, начнем.

    Магнитное поле одиночного витка с током


    Рассмотрим магнитное поле одиночного витка с током. Найдем магнитное поле витка в любой точке пространства. Почему необходимо подобное рассмотрение? Потому что почти во всех книгах, по крайней мере в тех, которые удалось отыскать автору статьи, решение данной задачи ограничивается нахождением лишь одной компоненты магнитного поля и лишь вдоль оси витка — , в то время как мы отыщем закон для магнитного поля во всем пространстве.


    Иллюстрация к закону Био-Савара-Лапласа

    Для нахождения магнитного поля, воспользуемся законом Био-Савара-Лапласа (смотри Википедия — Закон Био-Савара-Лапласа). На рисунке видно, что центр системы координат совпадает с центром витка. Контур окружности витка обозначен как , а радиус окружности — как .По витку течет ток . — это переменная-радиус-вектор из начала координат в произвольную точку витка. — это радиус-вектор в точку наблюдения. Еще нам понадобится полярный угол — угол между радиус-вектором и осью . Расстояние от оси витка до точки наблюдения обозначим за . И наконец, — элементарное приращение радиус-вектора .

    Согласно закону Био-Савара-Лапласа, элемент контура с током создает элементарный вклад в магнитное поле, который дается формулой


    Теперь остановимся подробнее на переменных и выражениях, входящих в формулу. С учетом аксиальной симметрии задачи можем записать


    Для того чтобы найти результирующее магнитное поле, нужно проинтегрировать по всему контуру витка, то есть


    После подстановки всех выражений и некоторых тождественных преобразований получаем выражения для аксиальной и радиальной компоненты магнитного поля соответственно


    Для нахождения абсолютного значения магнитного поля необходимо просуммировать компоненты по теореме Пифагора .

    Продемонстрируем полученное решение на примере витка радиуса (м) и (А).


    Амплитуда аксиальной компоненты магнитного поля


    Амплитуда радиальной компоненты магнитного поля


    Абсолютная амплитуда магнитного поля

    Заметим, что для витка произвольной формы, на больших расстояниях , т.е. много больше характерного размера витка, поведение магнитного поля будет стремиться к найденному решению.

    Подсказка...

    Для подобных вычислений и построения графиков удобно использовать MathCad 15


    Катушка индуктивности. Магнитно-связанные катушки


    Теперь, когда мы знаем решение для магнитного поля одного витка, можем найти индуктивность катушки, состоящей из витков. По определению индуктивность — это коэффициент пропорциональности между током в витке и магнитным потоком через площадь сечения витка. Мы пользуемся здесь идеальной моделью катушки, которая безразмерна по направлению своей оси симметрии. Конечно же, на практике такого не бывает. Однако, как приближенные, полученные формулы будут достаточно хороши. Хотя катушки и считаются безразмерными вдоль , необходимо задаться ненулевым радиусом сечения провода. Обозначим его , и пример равным (мм). Иначе при интегрировании магнитного потока подынтегральное выражение обратится в бесконечность.


    Индуктивно связанные катушки

    На рисунке изображены две магнитно связанные катушки. Пусть первая катушка имеет радиус и содержит витков, а вторая — и соответственно. Тогда для нахождения собственных индуктивностей необходимо вычислить магнитный поток каждой катушки через свое собственное сечение.


    Поскольку в катушке много витков, найдем величину, называемую потокосцепление, дважды умножив на количество витков


    По определению, индуктивность это коэффициент пропорциональности в формуле . Таким образом, получим собственные индуктивности катушек


    Пусть центры катушек разделены расстоянием , лежат на одной оси, и их плоскости витков сориентированы параллельно. Для нахождения взаимной индуктивности, нужно вычислить потокосцепление, образуемое одной катушкой через сечение другой, то есть


    Тогда взаимная индуктивность катушек дается выражением


    Насколько известно автору, такие интегралы можно взять только численно.
    Заметим, что как правило и . Коэффициентом связи катушек называется величина


    Исследуем зависимость коэффициента связи катушек от расстояния. Для этого рассмотрим две одинаковые катушки с радиусом витков (м) и количеством витков . При этом собственная индуктивность каждой из катушек составит (мГн).


    Коэффициент связи катушек от расстояния между ними

    График не изменится, если одинаково изменить число витков в обеих катушках, либо одинаково изменить радиус обеих катушек. Коэффициент связи удобно выражать в процентах. Из графика видно, что даже при расстоянии между катушками в 1 (мм) коэффицент связи меньше 100%. Коэффициент падает до 10% на расстоянии порядка 60 (мм), и до 1% на 250 (мм).

    Беспроводная передача энергии


    Итак, нам известны индуктивности и коэффициент связи. Теперь воспользуемся теорией электрических цепей переменного тока для поиска оптимальных параметров, при которых передаваемая мощность оказалась бы максимальной. Для понимания этого параграфа читатель должен быть знаком с понятием электрического импеданса, а также с законами Кирхгофа и законом Ома. Как известно из теории цепей, две индуктивно-связанные катушки образуют воздушный трансформатор. Для анализа трансформаторов удобна Т-образная схема замещения.


    Воздушный трансформатор и его эквивалентная схема

    Передающую катушку слева будем условно называть «трасмиттер», а принимающую катушку справа — «ресивер». Между катушками коэффициент связи . На стороне ресивера находится потребитель, представленный нагрузкой . Нагрузка в общем случае может быть комплексной. Входное напряжение на стороне трансмиттера , а входной ток — . Напряжение, передаваемое на ресивер — , и передаваемый ток . Полный импеданс на стороне трансмиттера обозначим как , а полный импеданс на стороне ресивера .

    Предполагается, что на вход схемы подается синусоидальное напряжение .

    Обозначим — сопротивления и индуктивности катушек (две собственные и одна взаимная) соответственно. Тогда, согласно теории трансформатора


    С другой стороны, согласно нашим обозначениям


    где — полные активные сопротивления на стороне трансмиттера и ресивера соответственно, и — полные реактивные сопротивления.

    Импеданс связи равен .

    Найдем входной ток цепи


    где знак обозначает параллельное соединение сопротивлений. Тогда напряжение, переданное на ресивер


    И наведенный ток


    Можем найти комплексную мощность, переданную в ресивер


    Таким образом имеем выражение для комплексной мощности


    Выражение для активной компоненты мощности


    Выражение для реактивной компоненты мощности


    В большинстве практических задач требуется передать максимальную активную мощность, поэтому


    Либо, что то же самое


    Для удобства введем функцию


    и исследуем ее на наличие экстремумов


    Откуда получаем систему из двух уравнений


    Эта система имеет пять решений, два из которых нефизичны, так как приводят к мнимым значениям величин, которым полагается быть действительными. Три других физических решения приведены ниже вместе с соответствующими формулами для мощности
    Решение 1


    Мощность


    Решение 2 и 3


    Мощность для решений 2 и 3


    Решение 2 и 3 нужно использовать, когда реактивное сопротивление связи достаточно велико


    Когда же это не так, нужно использовать решение 1. Чаще всего в реальных ситуациях окажется мало, поэтому рассмотрим решение 1 несколько подробнее.
    Решение 1: . И соответствующая ему активная мощность дается формулой


    Из формулы мощности видно, что мощность зависит от реактивного сопротивления связи , а значит и от частоты передачи , и от геометрии взаимного расположения катушек, которая учитывается коэффициентом связи .

    Как заметили внимательные читатели, зависимость — нелинейная. Функция достигает максимума при .


    Исследование формулы мощности на экстремумы

    Максимальная активная мощность при равна


    Таким образом, вышеозначенная формула представляет абсолютный теоретический предел переданной активной мощности при любых условиях. При этом для реактивной мощности, переданной в ресивер, имеем

    Численное моделирование


    Продемонстрировать работу всей вышеизложенной теории можно, выполнив симуляцию SPICE модели нашего устройства из двух связанных катушек.


    SPICE модель двух индуктивно-связанных катушек

    Симуляция выполнена для коэффициента связи %, что соответствует 25 см удаления между катушками. Параметры катушек те же, что и в предыдущем параграфе, принятые для построения графика .

    Получается, что реактивные сопротивления каждой из катушек необходимо скомпенсировать конденсаторами и . То есть настроить каждый из контуров (передающий и принимающий) в резонанс на заданной частоте. Если предположить, что величина нагрузки действительная, то величины емкостей могут быть найдены из формул


    Ниже приведены два графика для переданного напряжения и переданной мощности во времени на частоте (кГц).


    Переданное напряжение


    Переданная мощность

    Из рисунков видно, что на расстоянии 25 (см) переданное напряжение оказалось приблизительно в 2.5 меньше входного, а переданная пиковая мощность — приблизительно в 4 раза меньше мощности, потребляемой от входа, что согласуется с полученными формулами.

    В заключении опишем, какие меры можно предпринять для увеличения передаваемой мощности:

    1. увеличить количество витков в катушках
    2. увеличить радиус витков
    3. увеличить частоту передачи
    4. уменьшить расстояние между катушками
    5. ввести магнитный сердечник, принадлежащий обеим катушкам (замкнутый либо открытый)
    6. ввести незамкнутый магнитный сердечник, принадлежащий лишь катушке-ресиверу

    Пожалуй, написание этой статьи накладывает на автора обязательство изготовить и протестировать такую систему из двух катушек в лабораторных условиях, но это уже совсем другая история. Благодарю за внимание.

    Литература


    1. Сивухин, Д. В. «Общий курс физики. Т. 3: Электричество и магнетизм.» (1990).
    2. Бессонов, Лев Алексеевич. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле. Общество с ограниченной ответственностью Издательство ЮРАЙТ, 2012.
    3. Лаврентьев, М. А., and Б. В. Шабат. «Теория функций комплексной переменной.» (1972).

    habr.com

    Катушка индуктивности

    Катушка индуктивности винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении. Такая система способна накапливать магнитную энергию при протекании электрического тока.

    Устройство

    Устройство обычно представляет собой винтовую, спиральную или винтоспиральную катушку из одножильного или многожильного изолированного провода, намотанного на цилиндрический, тороидальный или прямоугольный каркас из диэлектрика или 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»). Намотка «универсал» имеет меньшую паразитную ёмкость.

    Для увеличения индуктивности применяют сердечники из ферромагнитных материалов: электротехнической стали, пермаллоя, карбонильного железа, ферритов. Также сердечники используют для изменения индуктивности катушек в небольших пределах.

    Свойства катушки индуктивности

    Катушка индуктивности в электрической цепи хорошо проводит постоянный ток и в то же время оказывает сопротивление переменному току, поскольку при изменении тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая этому изменению.

    Катушка индуктивности обладает реактивным сопротивлением величина которого равна: , где — индуктивность катушки, — циклическая частота протекающего тока. Соответственно, чем больше частота тока, протекающего через катушку, тем больше её сопротивление.

    При протекании тока катушка запасает энергию, равную работе, которую необходимо совершить для установления текущего тока . Величина этой энергии равна

    При изменении тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, значение которой

    Характеристики катушки индуктивности

    ] Индуктивность

    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.

    Индуктивность соленоида

    Индуктивность торойда

    Индуктивность катушки пропорциональна линейным размерам катушки, магнитной проницаемости сердечника и квадрату числа витков намотки. Индуктивность катушки, намотанной на тороидальном сердечнике

    где:

    μ0 — магнитная постоянная

    μi — магнитная проницаемость материала сердечника (зависит от частоты)

    se — площадь сечения сердечника

    le — длина средней линии сердечника

    N — число витков

    При последовательном соединении катушек общая индуктивность равна сумме индуктивностей всех соединённых катушек.

    При параллельном соединении катушек общая индуктивность равна

    Сопротивление потерь

    В катушках индуктивности помимо основного эффекта взаимодействия тока и магнитного поля наблюдаются паразитные эффекты, вследствие которых сопротивление катушки не является чисто реактивным. Наличие паразитных эффектов ведёт к появлению потерь в катушке, оцениваемых сопротивлением потерь . Потери складываются из потерь в проводах, диэлектрике, сердечнике и экране.

    Потери в проводах

    Потери в проводах вызваны тремя причинами:

    • Во-первых, провода обмотки обладают омическим (активным) сопротивлением.

    • Во-вторых, сопротивление провода обмотки переменному току возрастает с ростом частоты, что обусловлено скин-эффектом, суть которого состоит в том, что ток протекает не по всему сечению проводника, а по кольцевой части поперечного сечения.

    • В третьих, в проводах обмотки, свитой в спираль, проявляется эффект близости, суть которого состоит в вытеснении тока под воздействием вихревых токов и магнитного поля к периферии провода, прилегающей к каркасу, в результате чего сечение, по которому протекает ток, принимает серповидный характер, что ведёт к дополнительному возрастанию сопротивления провода.

    Потери в диэлектрике

    Потери в диэлектрике обусловлены тем, что между соседними витками катушки существует паразитная ёмкость, что приводит к утечкам переменного тока между витками.

    Потери в сердечнике
    Потери в сердечнике складываются из потерь на вихревые токи, потерь на гистерезис и начальных потерь.
    Потери в экране

    Потери в экране обусловлены тем, что ток, протекающий по катушке, индуцирует ток в экране.

    Добротность

    С сопротивлениями потерь тесно связана другая характеристика — добротность. Добротность катушки индуктивности определяет отношение между активным и реактивным сопротивлениями катушки. Добротность равна

    Практически величина добротности лежит в пределах от 30 до 200. Повышение добротности достигается оптимальным выбором диаметра провода, увеличением размеров катушки индуктивности и применением сердечников с высокой магнитной проницаемостью и малыми потерями, намоткой вида «универсаль», применением посеребрёного провода, применением многожильного провода вида «литцендрат».

    Температурный коэффициент индуктивности (ТКИ)

    ТКИ — это параметр, характеризующий зависимость индуктивности катушки от температуры.

    Температурная нестабильность индуктивности обусловлена целым рядом факторов: при нагреве увеличивается длина и диаметр провода обмотки, увеличивается длина и диаметр каркаса, в результате чего изменяются шаг и диаметр витков; кроме того при изменении температуры изменяются диэлектрическая проницаемость материала каркаса, что ведёт к изменению собственной ёмкости катушки.

    Разновидности катушек индуктивности

    Контурные катушки индуктивности 

    Эти катушки используются совместно с конденсаторами для получения резонансных контуров. Они должны иметь высокую стабильность, точность и добротность.

    Катушки связи 

    Такие катушки применяются для обеспечения индуктивной связи между отдельными цепями и каскадами. Такая связь позволяет разделить по постоянному току цепи базы и коллектора и т. д. К таким катушкам не предъявляются жёсткие требования на добротность и точность, поэтому они выполняются из тонкого провода в виде двух обмоток небольших габаритов. Основными параметрами этих катушек являются индуктивность и коэффициент связи.

    Вариометры 

    Это катушки, индуктивность которых можно изменять в процессе эксплуатации для перестройки колебательных контуров. Они состоят из двух катушек, соединённых последовательно. Одна из катушек неподвижная (статор), другая располагается внутри первой и вращается (ротор). При изменении положения ротора относительно статора изменяется величина взаимоиндукции, а следовательно, индуктивность вариометра. Такая система позволяет изменять индуктивность в 4 − 5 раз. В ферровариометрах индуктивность изменяется перемещением ферромагнитного сердечника.

    Дроссели 

    Это катушки индуктивности, обладающие высоким сопротивлением переменному току и малым сопротивлением постоянному. Обычно включаются в цепях питания усилительных устройств. Предназначены для защиты источников питания от попадания в них высокочастотных сигналов. На низких частотах они используются в фильтрах цепей питания и обычно имеют металлические или ферритовые сердечники.

    Сдвоенный дроссель

    Сдвоенные дроссели 

    две намотанных встречно катушки индуктивности, используются в фильтрах питания. За счёт встречной намотки и взаимной индукции более эффективны при тех же габаритных размерах. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания; в дифференциальных сигнальных фильтрах цифровых линий, а также в звуковой технике.

    Применение катушек индуктивности

    • Катушки индуктивности (совместно с конденсаторами и/или резисторами) используются для построения различных цепей с частотно-зависимыми свойствами, в частности, фильтров, цепей обратной связи, колебательных контуров и т. п..

    • Катушки индуктивности используются в импульсных стабилизаторах как элемент, накапливающий энергию и преобразующий уровни напряжения.

    • Две и более индуктивно связанные катушки образуют трансформатор.

    • Катушка индуктивности, питаемая импульсным током от транзисторного ключа, иногда применяется в качестве источника высокого напряжения небольшой мощности в слаботочных схемах, когда создание отдельного высокого питающего напряжения в блоке питания невозможно или экономически нецелесообразно. В этом случае на катушке из-за самоиндукции возникают выбросы высокого напряжения, которые можно использовать в схеме, например, выпрямив и сгладив.

    • Катушки используются также в качестве электромагнитов.

    • Катушки применяются в качестве источника энергии для возбуждения индуктивно-связанной плазмы.

    • Для радиосвязи — излучение и приём электромагнитных волн (магнитная антенна, кольцевая антенна).

    • Для разогрева электропроводящих материалов в индукционных печах.

    • Как датчик перемещения: изменение индуктивности катушки может изменяться в широких пределах перемещением (вытаскиванием) сердечника.

    • Катушка индуктивности используется в индукционных датчиках магнитного поля. Индукционные магнитометры были разработаны и широко использовались во времена Второй мировой войны.[3]

    studfile.net

    Катушка индуктивности — Википедия

    Обозначение на электрических принципиальных схемах

    Кату́шка индукти́вности — винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении. Как следствие, при протекании через катушку переменного электрического тока наблюдается её значительная инерционность.

    Применяются для подавления помех, сглаживания биений, накопления энергии, ограничения переменного тока, в резонансных (колебательный контур) и частотно-избирательных цепях, в качестве элементов индуктивности искусственных линий задержки с сосредоточенными параметрами, создания магнитных полей, датчиков перемещений и так далее.

    Терминология

    При использовании для подавления помех, сглаживания пульсаций электрического тока, изоляции (развязки) по высокой частоте разных частей схемы и накопления энергии в магнитном поле сердечника часто называют дросселем, а иногда реактором.

    В силовой электротехнике (для ограничения тока при, например, коротком замыкании ЛЭП) называют реактором.

    Цилиндрическую катушку индуктивности, длина которой намного превышает диаметр, называют соленоидом, магнитное поле внутри длинного соленоида однородно. Кроме того, зачастую соленоидом называют устройство, выполняющее механическую работу за счёт магнитного поля при втягивании ферромагнитного сердечника, или электромагнитом. В электромагнитных реле называют обмоткой реле, реже — электромагнитом.

    Нагревательный индуктор — специальная катушка индуктивности, рабочий орган установок индукционного нагрева.

    При использовании для накопления энергии (например, в схеме импульсного стабилизатора напряжения) называют индукционным накопителем или накопительным дросселем.

    Видео по теме

    Конструкция

    Конструктивно выполняется в виде винтовых или винтоспиральных (диаметр намотки изменяется по длине катушки) катушек однослойных или многослойных намоток изолированного одножильного или многожильного (литцендрат) проводника на диэлектрическом каркасе круглого, прямоугольного или квадратного сечения, часто на тороидальном каркасе или, при использовании толстого провода и малом числе витков — без каркаса. Иногда, для снижения распределённой паразитной ёмкости, при использовании в качестве высокочастотного дросселя однослойные катушки индуктивности наматываются с «прогрессивным» шагом — шаг намотки плавно изменяется по длине катушки. Намотка может быть как однослойной (рядовая и с шагом), так и многослойной (рядовая, внавал, типа «универсал»). Намотка «универсал» имеет меньшую паразитную ёмкость. Часто, опять же, для снижения паразитной ёмкости, намотку выполняют секционированной, группы витков отделяются пространственно (обычно по длине) друг от друга.

    Для увеличения индуктивности катушки часто снабжают замкнутым или разомкнутым ферромагнитным сердечником. Дроссели подавления высокочастотных помех имеют ферродиэлектрические сердечники: ферритовые, флюкстроловые, из карбонильного железа. Дроссели, предназначенные для сглаживания пульсаций промышленной и звуковой частот, имеют сердечники из электротехнических сталей или магнитомягких сплавов (пермаллоев). Также сердечники (в основном ферромагнитные, реже диамагнитные) используют для изменения индуктивности катушек в небольших пределах путём изменения положения сердечника относительно обмотки. На сверхвысоких частотах, когда ферродиэлектрики теряют свою магнитную проницаемость и резко увеличивают потери, применяются металлические (латунные) сердечники.

    На печатных платах электронных устройств также иногда делают плоские «катушки» индуктивности: геометрия печатного проводника выполняется в виде круглой или прямоугольной спирали, волнистой линии или в виде меандра. Такие «катушки индуктивности» часто используются в сверхбыстродействующих цифровых устройствах для выравнивания времени распространения группы сигналов по разным печатным проводникам от источника до приемника, например, в шинах данных и адреса[1].

    Свойства катушки индуктивности

    Свойства катушки индуктивности:

    • Скорость изменения тока через катушку ограничена и определяется индуктивностью катушки.
    • Сопротивление (модуль импеданса) катушки растет с увеличением частоты текущего через неё тока.
    • Катушка индуктивности при протекании тока запасает энергию в своём магнитном поле. При отключении внешнего источника тока катушка отдаст запасенную энергию, стремясь поддержать величину тока в цепи. При этом напряжение на катушке нарастает, вплоть до пробоя изоляции или возникновения дуги на коммутирующем ключе.

    Катушка индуктивности в электрической цепи для переменного тока имеет не только собственное омическое (активное) сопротивление, но и реактивное сопротивление переменному току, нарастающее при увеличении частоты, поскольку при изменении тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая этому изменению.

    Катушка индуктивности обладает реактивным сопротивлением, модуль которого XL=ωL{\displaystyle X_{L}=\omega L}, где L{\displaystyle L} — индуктивность катушки, ω{\displaystyle \omega } — циклическая частота протекающего тока. Соответственно, чем больше частота тока, протекающего через катушку, тем больше её сопротивление.

    Катушка с током запасает энергию в магнитном поле, равную работе, которую необходимо совершить для установления текущего тока I{\displaystyle I}. Эта энергия равна:

    Векторная диаграмма в виде комплексных амплитуд для идеальной катушки индуктивности в цепи синусоидального напряжения Катушка индуктивности в переменном напряжении — аналог подверженного механическим колебаниям тела с массой.
    Eсохр=12LI2.{\displaystyle E_{\mathrm {\text{сохр}} }={1 \over 2}LI^{2}{\mbox{.}}}

    При изменении тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, значение которой:

    ε=−LdIdt.{\displaystyle \varepsilon =-L{dI \over dt}{\mbox{.}}}

    Для идеальной катушки индуктивности (не имеющей паразитных параметров) ЭДС самоиндукции равна по модулю и противоположна по знаку напряжению на концах катушки:

    |ε|=−ε=U.{\displaystyle |\varepsilon |=-\varepsilon =U{\mbox{.}}}

    При замыкании катушки с током на резистор происходит переходной процесс, при котором ток в цепи экспоненциально уменьшается в соответствии с формулой[2]:

    I=I0exp(−t/T),{\displaystyle I=I_{0}exp(-t/T){\mbox{,}}}

    где : I{\displaystyle I} — ток в катушке,

    I0{\displaystyle I_{0}} — начальный ток катушки,
    t{\displaystyle t} — текущее время,
    T{\displaystyle T} — постоянная времени.

    Постоянная времени выражается формулой:

    T=L/(R+Ri),{\displaystyle T=L/(R+R_{i}){\mbox{,}}}

    где R{\displaystyle R} — сопротивление резистора,

    Ri{\displaystyle R_{i}} — омическое сопротивление катушки.

    При закорачивании катушки с током процесс характеризуется собственной постоянной времени Ti{\displaystyle T_{i}} катушки:

    Ti=L/Ri.{\displaystyle T_{i}=L/R_{i}{\mbox{.}}}

    При стремлении Ri{\displaystyle R_{i}} к нулю, постоянная времени стремится к бесконечности, именно поэтому в сверхпроводящих контурах ток течёт «вечно».

    В цепи синусоидального тока, ток в катушке по фазе отстаёт от фазы напряжения на ней на π/2.

    Явление самоиндукции аналогично проявлению инертности тел в механике, если аналогом индуктивности принять массу, тока — скорость, напряжения — силу, то многие формулы механики и поведения индуктивности в цепи принимают похожий вид:

    F =mdvdt{\displaystyle F\ =m{dv \over dt}} ↔ |ε|=LdIdt{\displaystyle |\varepsilon |=L{dI \over dt}},

    где

    F {\displaystyle F\ } ↔ |ε|{\displaystyle |\varepsilon |} ↔ U {\displaystyle U\ } ; m {\displaystyle m\ } ↔ L {\displaystyle L\ } ; dv {\displaystyle dv\ } ↔ dI {\displaystyle dI\ }
    Ecoxp=12LI2{\displaystyle E_{\mathrm {coxp} }={1 \over 2}LI^{2}} ↔ Ekinet=12mv2{\displaystyle E_{\mathrm {kinet} }={1 \over 2}mv^{2}}

    Характеристики катушки индуктивности

    Индуктивность

    Основным параметром катушки индуктивности является её индуктивность, численно равная отношению создаваемого током потока магнитного поля, пронизывающего катушку, к силе протекающего тока. Типичные значения индуктивностей катушек от десятых долей мкГн до десятков Гн.

    Индуктивность катушки пропорциональна линейным размерам катушки, магнитной проницаемости сердечника и квадрату числа витков намотки. Индуктивность катушки-соленоида[источник не указан 1622 дня]:

    L=μ0⋅μr⋅se⋅N2/le,{\displaystyle L=\mu _{0}\cdot \mu _{r}\cdot s_{e}\cdot N^{2}/l_{e}{\mbox{,}}}
    где μ0{\displaystyle \mu _{0}} — магнитная постоянная,
    μr{\displaystyle \mu _{r}} — относительная магнитная проницаемость материала сердечника (зависит от частоты),
    se{\displaystyle s_{e}} — площадь сечения сердечника,
    le{\displaystyle l_{e}} — длина средней линии сердечника,
    N{\displaystyle N} — число витков.
    Схема последовательного соединения катушек индуктивности. Ток через каждую катушку один и тот же.

    При последовательном соединении катушек общая индуктивность равна сумме индуктивностей всех соединённых катушек:

    L=∑i=1NLi.{\displaystyle L=\sum _{i=1}^{N}L_{i}{\mbox{.}}}
    Электрическая схема параллельного соединения нескольких катушек индуктивности. Напряжение на всех катушках одинаково

    При параллельном соединении катушек общая индуктивность равна:

    L=1∑i=1N1Li.{\displaystyle L={\frac {1}{\sum _{i=1}^{N}{\frac {1}{L_{i}}}}}{\mbox{.}}}

    Сопротивление потерь

    В катушках индуктивности помимо основного эффекта взаимодействия тока и магнитного поля наблюдаются паразитные эффекты, вследствие которых импеданс катушки не является чисто реактивным. Наличие паразитных эффектов ведёт к появлению потерь в катушке, оцениваемых сопротивлением потерь Rпот{\displaystyle R_{\text{пот}}}.

    Потери складываются из потерь в проводах, диэлектрике, сердечнике и экране:

    Rпот=rw+rd+rs+re,{\displaystyle R_{\text{пот}}=r_{w}+r_{d}+r_{s}+r_{e}{\mbox{,}}}
    где rw{\displaystyle r_{w}} — потери в проводах,
    rd{\displaystyle r_{d}} — потери в диэлектрике,
    rs{\displaystyle r_{s}} — потери в сердечнике,
    re{\displaystyle r_{e}} — потери на вихревые токи
    Потери в проводах

    Потери в проводах вызваны тремя причинами:

    • Провода обмотки обладают омическим (активным) сопротивлением.
    • Сопротивление провода обмотки возрастает с ростом частоты, что обусловлено скин-эффектом. Суть эффекта состоит в вытеснении тока в поверхностные слои провода. Как следствие, уменьшается полезное сечение проводника и растет сопротивление.
    • В проводах обмотки, свитой в спираль, проявляется эффект близости, суть которого состоит в вытеснении тока под воздействием вихревых токов и магнитного поля к периферии намотки. В результате сечение, по которому протекает ток, принимает серповидную форму, что ведёт к дополнительному возрастанию сопротивления провода.
    Потери в диэлектрике

    Потери в диэлектрике (изоляции проводов и каркасе катушки) можно отнести к двум категориям:

    • Потери от диэлектрика межвиткового конденсатора (межвитковые утечки и прочие потери, характерные для диэлектриков конденсаторов).
    • Потери, обусловленные магнитными свойствами диэлектрика (эти потери аналогичны потерям в сердечнике).

    В общем случае можно заметить, что для современных катушек общего применения потери в диэлектрике чаще всего пренебрежимо малы.

    Потери в сердечнике

    Потери в сердечнике складываются из потерь на вихревые токи, потерь на перемагничивание ферромагнетика — на «гистерезис».

    Потери на вихревые токи

    Переменное магнитное поле индуцирует вихревые ЭДС в окружающих проводниках, например, в сердечнике, экране и в проводах соседних витков. Возникающие при этом вихревые токи (токи Фуко) становятся источником потерь из-за омического сопротивления проводников.

    Добротность

    С сопротивлениями потерь тесно связана другая характеристика — добротность. Добротность катушки индуктивности определяет отношение между реактивным и активным сопротивлениями катушки. Добротность равна:

    Q=ωLRпот.{\displaystyle Q={\frac {\omega {}L}{R_{\text{пот}}}}{\mbox{.}}}
    Векторная диаграмма потерь и добротности реальной катушки индуктивности. Обозначения: Z — импеданс; Xc — ёмкостная составляющая импеданса; Xl — индуктивная составляющая импеданса; X — реактивная составляющая импеданса; Ri — активная составляющая импеданса.

    Иногда потери в катушке характеризуют тангенсом угла потерь (величина, обратная добротности) — сдвигом фаз тока и напряжения катушки в цепи синусоидального сигнала относительно π/2{\displaystyle \pi /2}

    wiki2.red

    Энергия катушки индуктивности | катушки индуктивности

    Собственная энергия характерна для любого магнитного поля.

    Энергия катушки индуктивности накапливается в результате прохождения в ней электрического тока. Если ток исчезает или отключается его источник, данная энергия возвращается в цепь. Это касается катушек, функционирующих в системах с постоянным показателем частоты.

    Функцию аккумулировать энергию выполняет непосредственно катушка индуктивности, несмотря на свою пассивную роль в электрической цепи. Подобное свойство характерно также и для конденсаторов, сохраняющих энергию в виде электрического поля.

    Энергия, присутствующая в запасе катушки, полностью способна компенсировать затраты на прохождении тока в противодействии ЭДС. Данный резерв можно вычислить, используя:

    • индуктивность катушки 2;
    • сопротивление;
    • протекающий ток;
    • формулу расчёта.

    Полученные показатели зависят также от того, как несколько отдельных катушек соединены между собой. Коэффициент сопротивления на практике не равен нулю, поскольку речь идет о реальных катушках индуктивности.

    Применение энергии катушек индуктивности

    Индуктивность катушки мГн имеет важное практическое значение для систем, обрабатывающих сигнальные извещения, и аналоговых схем. Усиление и фильтрацию сигналов осуществляет электрическая цепь колебаний электромагнитных волн. Колебательный контур состоит из:

    • катушки индуктивности;
    • конденсатора;
    • источника питания;
    • других радиокомпонентов.

    Качественные мощные катушки индуктивности в сочетании с составляющими элементами цепи способны эффективно устранить помехи и сбои в колебаниях на выходе источника электрической энергии. При этом применяются устройства с большим и малым значением индуктивности. Последние катушки устанавливают внутри интегральных микросхем.

    Основной процент энергосбережения приходится на силовой трансформатор, состоящий из двух индуктивных катушек. Подобное оборудование функционирует в качестве основного компонента электрической сети электроснабжения. Чем больше показатель частоты входящего напряжения, тем эффективнее работает силовое оснащение.

    Энергия индуктивных катушек измеряется в импульсных стабилизаторах напряжения. Здесь она хранится в специальных устройствах, способствующих нормальной передаче электрического тока в высоковольтных электрических системах. Это отличное решение для целенаправленного снижения сетевого напряжения или ограничения тока короткого замыкания.

    Благодаря свойству катушек накапливать ресурс двигатели самолетов могут длительно служить при переменном токе, частоте 400 герц и стабильном напряжении, что дает возможность сократить расходы на массу задействованных трансформаторов в электрооснащении воздушного транспорта.

    Как обеспечить оптимальные показатели энергии катушки индуктивности?

    Для того чтоб защитить электрическую сеть от перегрузок и сэкономить средства на электроэнергии, необходима качественная катушка индуктивности, способная удержать максимальное количество полезной энергии в запасе. Купить такое устройство можно по доступной цене с последующей доставкой на сайте производства «МИРСО МАРИЯ».

    mirsomaria.ru

    Оставить комментарий

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о