- •Раздел 4. Катушки индуктивность.
- •Тема 4.1 Природа индуктивности и классификация катушек индуктивности.
- •Разновидности катушек индуктивности.
- •I. Однослойные и многослойные.
- •II. Экранированные и неэкранированные.
- •III. Катушки с сердечником и без сердечника.
- •IV. Цилиндрические, плоские печатные.
- •V. Незащищённые (открытые), частично защищённые пропиткой, обволакиванием или опрессовкой, и защищённые герметичным или негерметичным кожухом.
I. Однослойные и многослойные.
К однослойным обмоткам относятся сплошная однослойная и обмотка с шагом (рисунок 4.2 а, б).
Рисунок 4.2 – Типы обмоток катушек индуктивности по видам укладки:
а) однослойная; б) однослойная с шагом; в) многослойная с шагом; г) многослойная «внавал»;
д) пирамидальная; е) универсальная с двумя переходами (перегибами провода на виток (развёртка));
ж) универсальная с четырьмя переходами.
Катушки со сплошной обмоткой отмечаются высокой добротностью от 150 до 250 и стабильностью индуктивности не выше 500 мкГн и применяются в контурах КВ и СВ.
Однослойные катушки с шагом отличаются высокой добротностью от 150 до 400 и стабильностью и применяются в контурах КВ и УКВ. Значение предельной индуктивности зависит от диаметра каркаса.
Для изготовления катушек с индуктивностью выше 500 мкГн применяются многослойные намотки.
В простой рядовой обмотке витки укладываются на каркасе правильными рядами, а в обмотке «в навал» - без определённой закономерности, хаотично. Эти обмотки, называются простыми, отличаются низкой добротностью и стабильностью, большой собственной ёмкости и применяются в ДВ и дросселях. Для улучшения их параметров используют секционирование, которое позволяет достичь добротности до 170 и уменьшить собственную ёмкость.
Универсальные и пирамидальные обмотки относятся к сложным обмоткам.
В универсальной обмотке витки идут от одного края к другому с числом перегибов (2 и более) за один виток, что придаёт высокую механическую прочность без специальных каркасов, достаточно высокую добротность от 08 до 100 и незначительную собственную ёмкость.
Общим недостатком рассмотренных типов обмоток являются низкая электрическая прочность, особенно у намотки «внавал».
Пирамидальная обмотка обладает высокой электрической прочностью и малой собственной ёмкостью.
Обычно пирамидальная обмотка применяется в ВЧ-дросселях мощных радиоприёмниках.
Для наматывания обмоток катушек индуктивности применяются в основном медные провода круглого сечения с эмалевой изоляцией, а для катушек с шагом – неизолированный провод, покрытый слоем серебра.
II. Экранированные и неэкранированные.
Экранирование катушек индуктивности используется для устранения паразитных связей – влияние электромагнитного поля катушки на другие элементы и влияние внешних полей на катушку. Экранирование заключается в помещении катушки в заземлённый металлический экран. Эффективность экранирования характеризуется коэффициентом экранирования (для экранов среднего качества он составляет от 0,01 до 0,05). Экраны выполняют в виде круглых или прямоугольных стаканов из меди, алюминия или латуни. Наименьшие потери вносят мерные экраны, но алюминиевые дешевле.
Наличие экрана приводит к изменению свойств катушек индуктивности:
уменьшение индуктивности;
уменьшение добротности;
увеличение сопротивления и собственной ёмкости.
Стабильность экранированных катушек меньше, чем неэкранированных.
III. Катушки с сердечником и без сердечника.
Сердечники могут быть различной формы: цилиндрические, броневые, кольцевые и другие. Каждый из этих форм имеет ряд конструктивных вариантов, в зависимости от технического требования.
Введение магнитного сердечника из магнитомягкого материала увеличивает индуктивность катушки. Дополнительным их преимуществом является возможность подстройки величины индуктивности в небольших пределах путём перемещения специального сердечника. Магнитные сердечники характеризуются следующими основными параметрами:
относительная магнитная проницаемость:
Индуктивность катушки с сердечником в раз больше той же катушки без сердечника.
Добротность:
Стабильность катушек с сердечником хуже, чем без сердечника.