Cewki indukcyjne – znane również jako dławiki, dławiki i dławiki dynamiczne. Razem z kondensatorami i rezystorami są one znane jako trzy główne elementy pasywne, a pojemniki na przekaźniki i rezystory szybko rozwinęły się w komponenty oparte na chipach.

Zjawisko samoindukcji: Zjawisko indukcji elektromagnetycznej, które występuje, gdy zmienia się prąd przepływający przez sam przewodnik. Kiedy cewka jest wykonana z metalowych drutów i prąd przepływający przez cewkę się zmienia, nastąpi znaczące zjawisko indukcji elektromagnetycznej. Samoindukowana przez cewkę odwrotna siła elektromotoryczna utrudnia zmianę prądu i odgrywa rolę w jego stabilizacji. W szczególności, jeśli cewka indukcyjna znajduje się w stanie, w którym nie przepływa prąd, będzie próbował zablokować przepływ prądu, gdy obwód jest podłączony; Jeżeli cewka znajduje się w stanie, w którym przepływa prąd, będzie ona próbowała utrzymać stały prąd, gdy obwód zostanie odłączony.

Z energetycznego punktu widzenia cewka indukcyjna może przekształcać energię elektryczną w energię magnetyczną i uwalniać energię magnetyczną w energię elektryczną. Ta sama cewka indukcyjna ma różne efekty blokujące prądy o różnych zmieniających się częstotliwościach, a jej ogólny wzór jest następujący: niska częstotliwość włączona, wysoka częstotliwość włączona.

Główne parametry użytkowe cewek indukcyjnych

Indukcyjność, znana również jako współczynnik indukcyjności własnej, jest wielkością fizyczną reprezentującą zdolność cewki indukcyjnej do generowania indukcyjności własnej, gdy zmienia się przepływający przez nią prąd. Wielkość indukcyjności odzwierciedla siłę energii zmagazynowanej i uwolnionej przez element. Indukcyjność jest nieodłączną cechą cewki indukcyjnej, która zależy od liczby zwojów cewki, metody uzwojenia, materiału rdzenia magnetycznego itp.

Wzór: Ls=(k* μ* N ²* S) /L
Wśród nich: μ To względna przenikalność rdzenia magnetycznego
N to kwadrat liczby zwojów
Pole przekroju poprzecznego cewki S, w kwadracie metry
Długość cewki L, w metrach
K współczynnik empiryczny
Ze wzoru wynika, że:

Im więcej cewek i im gęstsze są cewki, tym większa jest indukcyjność. Cewka z rdzeniem magnetycznym ma większą indukcyjność niż cewka bez rdzenia magnetycznego; Im wyższa przepuszczalność rdzenia magnetycznego, tym większa indukcyjność cewki. Podstawową jednostką indukcyjności jest Henry, oznaczany literą „H”.

Powszechnie używane jednostki: milliHeng (mH), microHeng（ μH) Naheng (nH).
Zależność konwersji wynosi: 1H=10 ^ mH=10 ^ 6 μ H=10 ^ 9nH

Dopuszczalny błąd indukcyjności

Dopuszczalne odchylenie odnosi się do dopuszczalnej wartości błędu między nominalną indukcyjnością cewki a rzeczywistą indukcyjnością. Cewki stosowane w obwodach oscylacyjnych lub filtrujących wymagają dużej dokładności, z dopuszczalnym odchyleniem od ± 0,2% do ± 0,5%; Wymagania dotyczące dokładności cewek stosowanych do sprzęgania, prądu oporowego wysokiej częstotliwości itp. nie są wysokie, a dopuszczalne odchylenie wynosi ± 10% ~ ± 20%.

Reagent indukcyjny XL

Wielkość rezystancji cewki indukcyjnej na prąd przemienny nazywa się indukcyjnością XL i mierzona jest w omach. Jego związek z indukcyjnością L i częstotliwością prądu przemiennego f wynosi XL=2 π fLWspółczynnik jakości Q

Współczynnik jakości Q jest głównym parametrem charakteryzującym jakość cewki indukcyjnej.

Q to stosunek indukcyjności XL do jej zastępczej rezystancji, gdy cewka indukcyjna pracuje przy określonej częstotliwości napięcia przemiennego:

Wzór: Q=XL/R

Ponieważ XL jest powiązany z częstotliwością, wartość Q jest powiązana z częstotliwością. Typowa krzywa QF ma kształt dzwonu. Wartość Q cewki indukcyjnej jest związana z takimi czynnikami, jak rezystancja prądu stałego drutu cewki, strata dielektryczna rdzenia magnetycznego, strata spowodowana przez ekran lub rdzeń żelazny oraz wpływ efektu naskórkowości o wysokiej częstotliwości. Wartość Q odzwierciedla proporcjonalną zależność pomiędzy pracą użyteczną wykonaną przez element podczas pracy a energią zużytą przez ten element. Im wyższa wartość Q cewki, tym mniejsze straty w obwodzie i wyższa wydajność. Wartość Q cewki indukcyjnej zwykle waha się od dziesiątek do setek. Obwody sprzęgające i dostrajające w modułach odbiorczych i nadawczych wymagają wysokich wartości Q, podczas gdy obwód filtrujący wymaga niskich wartości Q

Częstotliwość rezonansowa SRF

Punkt częstotliwości, przy którym pasożytnicza pojemność i indukcyjność cewki rezonuje, jest oznaczany jako FSR. W przypadku FSR reaktancja indukcyjności i reaktancja pojemności pasożytniczej są równe i znoszą się wzajemnie, co daje reaktancję 0. W FSR indukcyjność traci swoją zdolność magazynowania energii i wykazuje charakterystykę czystej rezystancji o wysokiej rezystancji. W FSR Q=0.

Wzór: FSR=[2 л (LC) 1/2] -1

Pojemność pasożytnicza odnosi się do pojemności występującej pomiędzy zwojami cewki, pomiędzy cewkami a rdzeniami magnetycznymi, pomiędzy cewkami a masą oraz pomiędzy cewkami a metalem. Im mniejsza pojemność pasożytnicza cewki indukcyjnej, tym lepsza jest jej stabilność. Obecność pojemności pasożytniczej zmniejsza wartość Q cewki i pogarsza jej stabilność. Dlatego im mniejsza pojemność pasożytnicza cewki, tym lepiej.

Rezystancja DC Rdc

Rezystancja DC - Wartość rezystancji elementu pomiarowego w stanie DC, mierzona w omach. Scharakteryzuj stan jakości cewki wewnętrznej elementu zgodnie z prawem Ohma. W projektowaniu indukcyjności wymagane jest utrzymanie możliwie najmniejszej rezystancji prądu stałego. Zwykle nominalna jako wartość maksymalna.

Prąd znamionowy Ir

Prąd znamionowy odnosi się do maksymalnego prądu, jaki cewka może wytrzymać w dopuszczalnym środowisku pracy. Przepływ prądu spowoduje nagrzanie elementu, a indukcyjność elementu zmniejszy się ze względu na wzrost temperatury. Prąd znamionowy przyjmuje się jako wartość prądu, gdy indukcyjność elementu spada o 30% lub gdy temperatura elementu wzrasta o 40 ℃. Jeżeli prąd roboczy przekroczy prąd znamionowy, cewka indukcyjna zmieni swoje parametry użytkowe na skutek nagrzania, a nawet przepali się z powodu przetężenia. Prąd znamionowy jest maksymalnym dopuszczalnym prądem roboczym, a w przypadku produktów tej samej serii indukcyjność wzrasta, a prąd znamionowy maleje. W przypadku cewek z rdzeniem niemagnetycznym prąd znamionowy zależy od rezystancji prądu stałego. Im mniejsza rezystancja prądu stałego, tym mniejszy wzrost temperatury i większy dopuszczalny prąd.

Czy im większa wartość indukcyjności, tym lepiej?

Zanim odpowiemy na to pytanie, spójrzmy na formułę:

Powyższy wzór jest wzorem obliczeniowym indukcyjności, gdzie L to wartość indukcyjności, μ to przenikalność magnetyczna, N to liczba zwojów cewki; A to pole przekroju poprzecznego rdzenia magnetycznego, ι to długość cewki. Wielkość wartości indukcyjności związana jest z parametrami konstrukcyjnymi cewki indukcyjnej, które zależą od pola przekroju poprzecznego A rdzenia magnetycznego w cewce oraz długości cewki ι， Oraz przepuszczalności materiału rdzenia magnetycznego μ And liczba zwojów N cewki. Wśród nich N jest wyrażeniem kwadratowym, wskazującym, że liczba zwojów jest głównym czynnikiem wpływającym na indukcyjność. Jeśli na rdzeniach magnetycznych tego samego rozmiaru i materiału nawiniętych jest więcej zwojów, należy zastosować cieńsze druty, co spowoduje odpowiednie zmniejszenie prądu znamionowego cewki. Oznacza to, że zwiększenie wartości indukcyjności powoduje poświęcenie prądu znamionowego cewki indukcyjnej (w tych samych warunkach rdzenia magnetycznego).

Zatem im większa indukcyjność, tym lepiej.

Jak wybrać odpowiednią indukcyjność?

Odpowiednią cewkę indukcyjną określa się głównie na podstawie rozmiaru opakowania cewki indukcyjnej, a także minimalnej indukcyjności i znamionowego prądu roboczego wymaganego do zaprojektowania obwodu. Ponadto należy kompleksowo rozważyć środowisko pracy cewki indukcyjnej, odnosząc się do takich parametrów jak częstotliwość pracy i napięcie.

Jakie są skutki wyboru niewłaściwej cewki indukcyjnej?

Jeśli zostanie wybrana niewłaściwa cewka indukcyjna, podstawowe funkcje magazynowania energii i filtrowania cewki nie będą mogły zostać osiągnięte lub może to spowodować zwarcia w obwodzie, wycieki i jeszcze poważniejsze nagrzewanie indukcyjności, co może spowodować samozapłon płytki drukowanej, wpływając na użytkowanie obwód.