Лекція № 7.
Тема 5. Діелектричні матеріали
План лекції:
Загальні відомості про катушки індуктивності.
Параметри катушок індуктивності .
Каркаси, обмотки, сердечники, екрани.
Трансформатори
Література до вивчення лекції:
Пасинков В.В., Сорокин В.С. Материалы електронной техники. – М.: Высш. Школа, 1986, с. 90-98, 133-156
Рычина Т. А., Зеленский А. В. Устройства функциональной электроники и электрорадиоэлементы. М.: Радио и связь, 1989
1. Загальні відомості про катушки індуктивності.
Котушки індуктивності являються комплектуючими виробами, як, наприклад, резистори та конденсатори. Вони виготовляються на радіозаводах і мають ті параметри, які необхідні для конкретних виробів.
Із-за труднощів мікромініатюризації, поганої повторюваності характеристик та параметрів, високої трудоємності виготовлення – область їх застосування обмежена. Однак при створенні цілого ряду пристроїв електроніки обійтись без них поки що неможливо, тому значення функцій, які котушки індуктивності вносять в схеми, їх характеристик та параметрів, які являються необхідними для цілісного сприйняття роботи електронного пристрою.
Котушка індуктивності – це радіодеталь електронної апаратури, здатна запасати електромагнітну енергію і призначена для використання її індуктивності.
Конструктивно, котушка індуктивності складається з обмотки, яка намотується на каркас з ізоляційного матеріалу; вона може мати феромагнітне осердя. В деяких котушках застосовується і феромагнітний настроювач, який змінює індуктивність у невеликих межах. Іноді застосовується електромагнітний екран. Індуктивність котушки визначається відношенням потокозчепленням самоіндукції Ф обмотки до струму I через неї:
Струм, який проходить через котушку приводить до появи ЕРС самоіндукції Е. Її значення залежить від індуктивності.
.
З цієї формули, можна визначити індуктивність як фізичну величину, яка чисельно дорівнює ЕРС самоіндукції, якщо струм обмотки змінюється на 1А за 1с.
Іноді
індуктивність визначають і з формули
реактивного опору
змінному струму, який діє в обмотці.
Індуктивність котушки залежить від її геометричних розмірів, властивостей осердя та кількості витків:
де μ – магнітна проникність осердя;
D – діаметр котушки (см);
W – кількість витків;
L – довжина котушки (см);
Котушки індуктивності застосовуються у коливальних контурах підсилювачів та генераторів, у фільтрах, для зв’язку між ланцюгами через магнітний потік, в кабелях зв’язку.
Класифікація котушок індуктивності.
Котушки індуктивності діапазону радіохвиль класифікуються за різними ознаками.
За частотним діапазоном вони розділяються на котушки надвисокохвильові, короткохвильові, середньохвильові та довгохвильові.
В залежності від призначення - на контурні (для коливальних контурів), зв'язку (які передають електромагнітні коливання з одного контуру до другого), дроселі високої частоти (які загороджують шлях високочастотному струму).
За можливістю зміни індуктивності - на котушки з постійною та змінною індуктивністю (варіометри).
За конструктивними ознаками - на котушки циліндричні, кільцеві, спіральні, броньові, одношарові та багатошарові, з осердям та без осердя, із каркасом та без каркаса, з екраном та без екрана.
На принципових схемах прийняті такі умовні позначення котушок (рис.2): а - котушка або дросель без осердя; б - котушка з відводом; в - котушка з феромагнітним осердям; г - котушка з підстроювачем з феромагного матеріалу.
Рис.6. Умовні позначення котушок індуктивності: а) котушка з відводом; б) котушка з осердям; в) котушка з підстроювачем і осердям; г)котушка без осердя;