Графическое изображение тока и напряжения, совпадающих по фазе (а) и сдвинутых по фазе (б)

Добротность катушки (Q_L). Этот параметр характеризует активные потери в катушке и определяется как отношение реактивного (индуктивного) сопротивления (Х_L) катушки на данной частоте к активному сопротивлению (r) потерь на той же частоте. Добротность определяется по формуле:

Q_L = ,

где f – частота, Гц; L – индуктивность, Гн.

Добротность катушки определяет резонансные свойства и КПД контура. Увеличение добротности катушек достигается:

а) увеличением диаметра намотки (при этом индуктивность возрастает значительно быстрее, чем сопротивление);

б) применением провода, состоящего из множества изолированных жил (литцендрат). В таком проводе гораздо меньше проявляется поверхностный эффект – увеличение активного сопротивления с ростом частоты;

в) уменьшением активных потерь в сердечнике и каркасе за счет применения высококачественных материалов.

Практически добротность катушек составляет 50…400, а при использовании сердечников из ферритов – 1000 и более.

Частотный диапазон ограничен собственной междувитковой емкостью катушки, которая обусловлена распределенной емкостью между отдельными витками и является паразитным параметром, понижает добротность, уменьшает стабильность настройки контуров, приводит к увеличению потерь энергии и зависит от технологии изготовления катушки, ее конструкции, габаритов и вида намотки.

Для работы на высоких частотах слбственная емкость должна быть очень малой. Уменьшение емкости достигается применением однослойных обмоток, увеличением расстояния между соседними витками. Следует иметь в виду, что магнитные сердечники, а также экраны увеличивают собственную емкость катушек.

Стабильность катушки характеризуется степенью изменения ее параметров в условиях эксплуатации. Причина нестабильности – изменение геометрических размеров катушки, емкости и магнитной проницаемости сердечника. Основными дестабилизирующими факторами принято считать температуру и влажность.

Температурный дрейф индуктивности принято оценивать температурным коэффициентом индуктивности (ТКИ), который представляет собой величину относительного изменения индуктивности катушки при изменении температуры на 1 ^оС.

2 Классификация катушек индуктивности

Катушки индуктивности классифицируются по типу намотки (рис. 3, а –ж), способу подстройки индуктивности (рис. 4 и 5), виду защиты (экранированные, неэкранированные).

Рисунок 3

Типы намоток катушек индуктивности:

однослойная сплошная (а) и с шагом (б); много­слойная (в);

тороидальная с каркасом кругового (г) и прямоугольного (д) сечения;

плоская печат­ная со спиральной намоткой с круглыми (е) н квадратными (ж) витками

Рисунок 4

Способы подстройки катушек индуктив­ности без сердечника:

изменением шага намотка (а);

подбором взаимоиндукции между секциями (б); изменением числа витков (в).

Рисунок 5

Способы подстройки индуктивности

ци­линдрическими сердечниками:

катушка на цилин­дрическом каркасе, сердечник с резьбой (а) и без резьбы (б, в);

катушка в броневом сердечнике, подстроечник с резьбой (г) и без резьбы (д).

Для устранения влияния паразитных связей между элементами монтажа и катушкой, т.е. устранения влияния электромагнитного поля катушки на соседние детали монтажа и, наоборот, внешних полей на катушку, ее закрывают (экранируют) металлическим экраном, изготовленным из алюминия толщиной 0,4 …0,5 мм.

Катушки индуктивности в зависимости от их назначения можно разделить на несколько групп.