6. Iндуктивні елементи

6.1. Загальні положення, класифікація параметрів

Iндуктивні елементи- елементи, функцюювання яких визначається взаімодією електричного і магнитного полей. Це елементи що володіють iндуктивним характеристичним опіром.

Iндуктивні елементи класифіцирують:

1) По призначенню:

- конструктивні iндуктивні елементи зв'язку;

- дроселі ВЧ;

2) По характеру зміни iндуктивностi:

- постійні;

- перемінні;

- підстроюванні.

3) По конструктивному признаку:

- з каркасом;

- без каркасу;

- з магнітопровідом;

- без магнітопровіду;

- з корпусом;

- без корпусу.

4 ) По формі елементів:

- цилиндричнi;

- спiральні.

5) По типу намотки:

- одношарові;

- одношарові з кроком;

- богатошарові;

- універсальні.

Див. Рис. 88.

U_=d/dt[(I_)]=dI_/tdt;

/t=const;

U_L(t)=LdI_L/dt;

/I=L(I); /I=L(X);

U_L(t)=L(X)dI_L/dt.

Еквівалентна схема iндуктивного елементу.

Див. Рис. 89.

U_L(t)=I₁(t)R_L+L_LdI₁/dt;

t

0

U_L(t)=I₂(t)R_C+1/C_LI₂(t)/d;

t

t

0

0

I_L(t)=1/L_LU_L()exp(-R_L(t-))d+1/R_CU_L()exp(-1/C_L(t-))d.

Див. Рис. 90.

Добротність: Q=WL/r_, WL=1100, і залежить від матеріалу проводу, екрану, пропiткi.

Власна паразитна ємкість:

С₀=С_0К+С_0П+С_0Д+С_0М+С_0Е,

де К- контакт;

П- повітря;

Д- диелектрик;

М- магнитопровод;

Е- екран.

Див. Рис. 91.

{

Магнитний зв'язок:

U₁(t)=M₁₁dI₁/dt+M₁₂dI₂/dt

U₂(t)=M₂₁dI₁/dt+M₂₂dI₂/dt

M₁₁=L₁ M₁₂=M₂₁=M M₂₂=L₂

Варианти визначення магнiтного зв'язку:

1) Прості котушки, одношарові.

Див. Рис. 92.

M₀=K₁D₁, =(D₁, D₂, a), K- численний коефіціент.

2) Понад складні, многошарові котушки.

Див. Рис. 93.

M=K₂M₀n₁n₂, M₀- з попереднього, n- число шарів.

3) Див. Рис. 94.

M=K₃n₁n₂D₁D₂, =(D₁, D₂, l).

4) Див. Рис. 95, 96.

M=K₄n₁n₂D^/b³.

5) Див. Рис. 97.

M=K₅n₁n₂[M₁₂+M₁₃+...+M_1’2+M_1’3+..-2M_11’]/6.

6) M=K₆n₁n₂S_T/L_t.

Екранірування призначено для локализациї електромагнитного поля (захист).

Ефективність екрану: K=A_СЕ/А_БЕ, С- з екраном, Б- без екрану.

Якщо площа екрану більше глибини проникання (S>), то:

=₀/f;

L_ВН=-₀n²F/R³;

R_ВП=3n²F²/2SR⁴;

вн- площа ,що вносе iндуктивність;

R_ВН- вносимий опір;

F- перетин витка;

n- кількість витков;

S- площа;

R- радіус еквівалентного екрану;

₀- проводимість материалу екрана.

L_СЕ=(L_K/D_K)(D_K/D_E)³;

K_СВ²=(L_K/D_K)(D_K/D_E)³;

K_СВ²=₁(L_K/D_K; L_E/D_E)(D_K/D_E)³.

6.2. Iндуктивні елементи без магнітопровіда

6.2.1. Iндуктивні елементи без каркаса

Використовують, якщо понижени вимоги до стабільності і добротності елементів.

Основні параметри:

Q, d₀, L, D;

L=L₁n+2(n-1)M₁₁+2(n-2)M₁₂+...;

де M₁₁- магнитний зв'язок між двома витками;

M₁₂- через виток;

n- номер витка.

d_OPt=(K₁L+K₂D)/(K₃LDf);

де K₁, K₂, K₃- числені коефіціенти;

L- довжина;

f- робоча частота;

d_OPt- оптимальний диаметр проводу;

D- диаметр котушки.

_m- температурний коефіціент матеріалу.

C₀=(/d₀)(L/D),

де - крок;

d₀- диаметр проводу.