Тема 14. Катушки индуктивности
Катушка индуктивности – винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении.
Индуктивность - коэффициент пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом контуре, и магнитным потоком, создаваемым этим током через поверхность, краем которой является этот контур.
Единица измерения индуктивности – Генри.
Материалы, которые используются в качестве сердечников элементов индуктивности – ферромагнитные.
Обмотка катушки индуктивности сделана из
Основной параметр сердечника - магнитная проницаемость mс.
Приведите условные обозначения различных катушек индуктивности:
Индуктивность короткого проводника определяется его размерами
.Как действует на электрическую цепь включение катушки индуктивности? Влияет ли вид тока- постоянный или переменный? Почему?
При включении в цепь переменного тока индуктивности ток I отстает по фазе от напряжения и на угол 90° или, что то же самое, напряжение и опережает ток по фазе на угол 90°
Контурные катушки – это катушки, определяющие частоту настройки соответствующей аппаратуры.
Дроссель – это катушка, служащая для разделения постоянного и переменного тока.
Вариометр – это катушки, у которых можно менять индуктивность в больших пределах. Соединение катушек… неподвижная часть называется..
По технологии изготовления катушки делятся на: вожженные, намотанные, печатные, тонкопленочные.
По конструктивным признакам катушки делятся на: каркасные и бескаркасные, однослойные и многослойные, экранированные и неэкранированные, с магнитными сердечниками и без сердечников.
Цветовая маркировка индуктивностей. Приведите примеры:
Цифро-буквенная маркировка индуктивностей. Приведите примеры:
Последовательное и параллельное соединение катушек индуктивности: при последовательном соединении катушек общая индуктивность равна сумме индуктивностей всех соединённых катушек. При параллельном соединении катушек общая индуктивность равна
Эквивалентная схема катушки индуктивности - электрическая схема, в которой все реальные элементы заменены максимально близкими по функциональности цепями из идеальных элементов. Какие элементы характеризуют катушку и почему? статической
и дифференциальной
индуктивностями.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.
Добротность катушки индуктивности характеризует величину потерь в ней. Зависимость ее от частоты: чем больше частота тока, протекающего через катушку, тем больше её сопротивление.
Индуктивное сопротивление - это сопротивление проводника, включенного в цепь переменного тока и неимеющего заметного активного сопротивления и емкости, но имеющий заметную индуктивность L. Единица измерения – Ом. Изменение с ростом частоты - во сколько раз увеличится частота переменного тока, во столько же раз увеличится индуктивное сопротивление.
Угол сдвига фаз между напряжением и током φ = ψu – ψi зависит от параметров г и х элементов эквивалентной схемы замещения пассивного двухполюсника
Каково соотношение между энергиями магнитных полей двух катушек с одинаковыми значениями установившегося тока: со стальным сердечником Wc и без сердечника W
В RL-цепи постоянная времени
Трансформатор – это электротехническое устройство, имеющее 2 или более индуктивно-связанных обмоток и предназначенное для изменения значений переменного напряжения и тока.
Классификация трансформаторов: по назначению – силовые, согласующие и импульсные; по типу применяемого магнитопровода – броневые, стержневые и тороидальные; по количеству обмоток – однообмоточные и многообмоточные.
Силовые трансформаторы – трансформаторы, предназначенные для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приёма и использования электрической энергии. Слово "силовой" отражает работу данного вида трансформаторов с большими мощностями.
Согласующие трансформаторы – трансформатоы, применяемые для согласования сопротивления различных частей (каскадов) электронных схем при минимальном искажении формы сигнала. Одновременно согласующий трансформатор обеспечивает создание гальванической развязки между участками схем.
Импульсные трансформаторы – это трансформаторы, предназначенные для преобразования импульсных сигналов с длительностью импульса до десятков микросекунд с минимальным искажением формы импульса. Основное применение заключается в передаче прямоугольного электрического импульса (максимально крутой фронт и срез, относительно постоянная амплитуда). Они служат для трансформации кратковременных видеоимпульсов напряжения.
Условное обозначение и маркировка трансформаторов:
Повышающий трансформатор - это электрическое устройство, предназначенное для повышения переменного тока в системах (одной или нескольких), при этом его частота остается без изменений.
Понижающий трансформатор - это электромагнитное устройство, которое преобразует переменный электрический ток исходного напряжения, в переменный электрический ток другого необходимого напряжения.
Посредством каких полей осуществляется передача электрической энергии в трансформаторе от первичной к вторичной обмотке. Обмотки трансформатора служат для создания магнитного поля, посредством которого осуществляется передача электрической энергии.
Какой закон лежит в основе действия трансформатора ( з.Ампера, з.электро-магнитной индукции, пр. Ленца). Закон электромагнитной индукции Фарадея является основным законом электродинамики, касающимся принципов работы трансформаторов.
Почему магнитопровод трансформатора собирается из отдельных тонких изолированных друг от друга листов элктротехнической стали? Почему не из обычной стали? Так как магнитный поток в трансформаторе изменяется во времени, то для уменьшения потерь от вихревых токов в магнитопроводе он собирается из отдельных электрически изолированных друг от друга листов стали.
Основные параметры трансформаторов: параметры трансформаторов задаются параметрами электрической сети, для работы в которой предназначены эти трансформаторы. Основным параметром электрической сети является напряжение электрического тока, которое выбирается в основном в зависимости от мощности, которую нужно передать то электросети потребителям, и протяженностью линий электропередачи. Как известно, чем большая мощность должна передаваться и чем дальше требуется передать ее, тем более высокое напряжение электропередачи должно быть использовано. В связи с этим основными характеристиками трансформатора являются напряжение обмоток и мощность, передаваемая трансформатором.
Коэффициент трансформации трансформатора — это величина, выражающая масштабирующую характеристику трансформатора относительно какого-нибудь параметра электрической цепи.
Как изменится ток первичной обмотки трансформатора при увеличении тока вторичной обмотки? Если растет ток вторичной обмотки, чтобы скомпенсировать его магнитное поле, растет ток и первичной обмотки.
Как определить КПД трансформатора?
Конструкции магнитопроводов:
Трансформатор гальванической развязки. Кр. Хар-ка. Гальваническая развязка — передача энергии или сигнала между электрическими цепями без электрического контакта между ними. Гальванические развязки используются для передачи сигналов, для бесконтактного управления и для защиты оборудования и людей от поражения электрическим током.
Автотрансформатор. Кр. Хар.ка. Автотрансформатор — вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только магнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения.
Как нагрузка влияет на работу трансформатора?