Индуктивность

Индуктивность (англ. inductor, от лат. inductio — возбуждение) – устройство на основе свернутого изолированного проводника, катушка, бескаркасная или намотанная на ферритовом каркасе, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой емкости и малом активном сопротивлении.

Принцип работы:

Принцип работы основан на использовании свойства индукции — пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом контуре, и магнитным потоком, создаваемым этим током через поверхность, краем которой является этот контур.

Функции:

  • Преобразование энергии электрического тока в энергию магнитного поля и обратно.
  • Накопление энергии магнитного поля.

Назначение:

  • Подавление помех.
  • Сглаживание пульсаций.
  • Ограничение переменного тока.
  • Создание колебательного контура.
  • Элемент индуктивности в искусственных линиях задержки с сосредоточенными параметрами.
  • Создание магнитных полей.

Классификация индуктивностей:

По назначению:

  • Контурные катушки индуктивности:

Эти катушки используются совместно с конденсаторами для организации резонансных контуров. Они должны иметь высокую термо- и временную стабильность, добротность, требования к паразитной емкости обычно несущественны.

  • Катушки связи, или трансформаторы связи:

Взаимодействующие магнитными полями пара и более катушек обычно включаются параллельно конденсаторам для организации колебательных контуров. Такие катушки применяются для обеспечения трансформаторной связи между отдельными цепями и каскадами, что позволяет разделить их по постоянному току. К нерезонансным разделительным трансформаторам не предъявляются жесткие требования на добротность и точность, поэтому они выполняются из тонкого провода в виде двух обмоток небольших габаритов. Основными параметрами этих катушек являются индуктивность и коэффициент связи (коэффициент взаимоиндукции).

  • Вариометры:

Это катушки, индуктивностью которых можно управлять (например, для перестройки частоты резонанса колебательных контуров) изменением взаимного расположения двух катушек, соединенных последовательно. Одна из катушек неподвижная (статор), другая обычно располагается внутри первой и вращается (ротор). Существуют и другие конструкции вариометров. При изменении положения ротора относительно статора изменяется степень взаимоиндукции, а следовательно, индуктивность вариометра. Такая система позволяет изменять индуктивность в 4 − 5 раз. В ферровариометрах индуктивность изменяется перемещением ферромагнитного сердечника относительно обмотки, либо изменением длины воздушного зазора замкнутого магнитопровода.

  • Дроссели:

Это катушки индуктивности, обладающие высоким сопротивлением переменному току и малым сопротивлением постоянному. Дроссели включаются последовательно с нагрузкой для ограничения переменного тока в цепи, они часто применяются в цепях питания радиотехнических устройств в качестве фильтрующего элемента, а также в качестве балласта для включения разрядных ламп в сеть переменного напряжения. Для сетей питания с частотами 50-60 Гц выполняются на сердечниках из трансформаторной стали. На более высоких частотах также применяются сердечники из пермаллоя или феррита. Особая разновидность дросселей — помехоподавляющие ферритовые бочонки (бусины или кольца), нанизанные на отдельные провода или группы проводов (кабели) для подавления синфазных высокочастотных помех.

  • Сдвоенные дроссели (дроссели групповой стабилизации):

Это две намотанных встречно или согласованно катушки индуктивности, используются в фильтрах питания. За счет встречной намотки и взаимной индукции более эффективны для фильтрации синфазных помех при тех же габаритах. При согласованной намотке эффективны для подавления дифференциальных помех. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания; в дифференциальных сигнальных фильтрах цифровых линий, а также в звуковой технике. Предназначены как для защиты источников питания от попадания в них наведенных высокочастотных сигналов из питающей сети, так и во избежание проникновения в питающую сеть электромагнитных помех, генерируемых устройством. На низких частотах используется в фильтрах цепей питания и обычно имеет ферромагнитный сердечник (из трансформаторной стали). Для фильтрации высокочастотных помех — сердечник ферритовый.

По конструкционному исполнению:

  • Бескаркасные;
  • С ферритовым сердечником;
  • С сердечником из диэлектрического немагнитного материала.