cuộn cảm

Cuộn cảm cho phép năng lượng điện được lưu trữ trong từ trường. Các ứng dụng điển hình là các bộ lọc làm mịn và các mạch chọn lọc khác nhau.

Các đặc tính điện của cuộn dây cảm ứng được xác định bởi thiết kế của chúng, tính chất của vật liệu của lõi từ và cấu hình của nó, số vòng quay của cuộn dây.

Dưới đây là các yếu tố chính cần xem xét khi chọn cuộn cảm:

a) giá trị yêu cầu của điện cảm (H, mH, mkГ-n. nHn),

b) dòng điện qua cuộn dây cực đại. Dòng điện cao rất nguy hiểm do quá nóng làm hỏng lớp cách điện của cuộn dây. Ngoài ra, nếu dòng điện quá lớn, có thể xảy ra hiện tượng bão hòa mạch từ với từ thông, dẫn đến độ tự cảm giảm đáng kể,

(c) độ chính xác của điện cảm,

d) hệ số nhiệt độ của điện cảm,

e) độ ổn định được xác định bởi sự phụ thuộc của điện cảm vào các yếu tố bên ngoài,

f) điện trở hoạt động của dây quấn,

g) Hệ số Q của cuộn dây. Nó thường được định nghĩa ở tần số hoạt động là tỷ lệ giữa điện trở cảm ứng và hoạt động,

h) dải tần của cuộn dây.

Cuộn cảm RF hiện đang được sản xuất cho các giá trị tần số cố định với độ tự cảm từ 1 μH đến 10 mH. Đối với các mạch cộng hưởng điều chỉnh, mong muốn có các cuộn dây có độ tự cảm điều chỉnh được.

Cuộn cảm một lớp có mạch từ hở được sử dụng trong các mạch điều chỉnh nhạc cụ.

Cuộn dây mạch từ mở nhiều lớp được sử dụng trong các bộ lọc và máy biến áp tần số cao. Cuộn cảm đa lớp bọc thép có lõi ferit được sử dụng trong máy biến áp và bộ lọc thông thấp và trung bình, và các cuộn dây tương tự, nhưng có lõi thép, được sử dụng trong cuộn cảm làm mịn và bộ lọc thông thấp.

công thức cuộn cảm

Các mối quan hệ xấp xỉ chính được sử dụng trong thiết kế cuộn cảm như sau.

1. Các tham số của cuộn cảm một lớp, trong đó tỷ lệ giữa chiều dài và đường kính lớn hơn 5, được định nghĩa là

trong đó L - điện cảm, μH, M - số vòng dây, d - đường kính cuộn dây, cm, l - chiều dài cuộn dây, xem

2. Các tham số của cuộn cảm nhiều lớp, trong đó tỷ lệ đường kính trên chiều dài lớn hơn 1, được định nghĩa là

trong đó L - độ tự cảm, μH, n - số vòng dây, dm - đường kính trung bình của cuộn dây, cm, e - độ dày của cuộn dây, xem

Các cuộn dây đơn và nhiều lớp có mạch từ ferit hở sẽ có độ tự cảm gấp 1,5 - 3 lần, tùy thuộc vào đặc tính và cấu hình của lõi. Lõi đồng thau được đặt thay vì lõi ferit. sẽ giảm độ tự cảm lên đến 60-90% so với giá trị coreless của nó.

Có thể sử dụng lõi ferit để giảm số vòng dây trong khi vẫn giữ nguyên độ tự cảm.

Khi sản xuất cuộn dây có độ tự cảm từ 100 μH đến 100 mH cho tần số thấp và trung bình, nên sử dụng lõi áo giáp ferrite lõi của dòng KM. Trong trường hợp này, mạch từ bao gồm hai cốc được gắn cạnh nhau, được gắn một cuộn dây một phần, hai giá đỡ cố định và một thanh điều chỉnh.

Độ tự cảm cần thiết và số vòng có thể được tính từ các công thức

trong đó N là số vòng dây, L — điện cảm, nH, Al — hệ số điện cảm, nH/vit.

Bạn phải luôn nhớ rằng trước khi tính toán độ tự cảm, bạn cần xác định số vòng dây có thể lắp trên một cuộn dây nhất định.

Đường kính của dây càng nhỏ thì số vòng dây càng lớn nhưng điện trở của dây càng lớn và tất nhiên là dây nóng lên do công suất giải phóng bằng Az2R... Giá trị hiệu dụng của dòng điện qua cuộn dây không nên vượt quá 100 mA đối với dây có đường kính 0,2 mm. 750 mA — cho 0,5 mm và 4 A — cho 1 mm.

Lưu ý nhỏ và lời khuyên

Độ tự cảm của cuộn dây lõi thép giảm rất nhanh khi dòng điện một chiều trong cuộn dây tăng lên. Điều này nên được xem xét đặc biệt khi thiết kế các bộ lọc làm trơn cung cấp điện.

Dòng điện tối đa của cuộn cảm phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường và cho phép vợ giảm khi nó tăng. Do đó, để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của thiết bị, phải cung cấp dự trữ dòng điện lớn.

Lõi hình xuyến Ferit có hiệu quả để chế tạo bộ lọc và máy biến áp trên 30 MHz. Trong trường hợp này, các cuộn dây chỉ bao gồm một vài vòng.

Khi sử dụng bất kỳ loại dây nào, một phần của các đường sức từ không được đóng dọc theo mạch từ mà xuyên qua không gian xung quanh nó. Hiệu ứng này đặc biệt rõ rệt trong trường hợp mạch từ hở. Lưu ý rằng các từ trường phân tán này là nguồn gây nhiễu, do đó, các lõi phải được đặt trong thiết bị theo cách sao cho giảm nhiễu này càng nhiều càng tốt.

Cuộn cảm có một điện dung ký sinh nhất định tạo thành mạch dao động kết hợp với hệ số tự cảm của cuộn dây. Tần số cộng hưởng của mạch như vậy đối với các loại cuộn cảm khác nhau có thể thay đổi từ 20 kHz đến 100 MHz.