Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
 
 


 

Справочник электрика / Электротехнические устройства

 

Разновидности катушек индуктивности


Катушки индуктивности, как пассивные элементы электрических цепей, традиционно применяются в радио и электротехнике. В данных областях используются два главных взаимосвязанных свойства катушек индуктивности — свойство оказывать сопротивление переменному току и свойство накапливать энергию в магнитном поле при прохождении тока.

Катушки индуктивности в качестве дросселей встречаются наравне с конденсаторами и резисторами практически на всех печатных платах электронных приборов. Первичные и вторичные обмотки трансформаторов — это тоже катушки, только индуктивно-связанные друг с другом. Катушки постоянной индуктивности в составе колебательных контуров и перестраиваемые вариометры. Наконец, сдвоенные дроссели фильтров синфазных и дифференциальных помех. Все это - разновидности катушки индуктивности, такой простой, казалось бы, вещи. Давайте, однако, рассмотрим основные ее разновидности более внимательно.

Катушки индуктивности

Катушки связи (трансформаторная связь)

Две и более катушек, размещенные друг относительно друга так, чтобы взаимодействовать своими магнитными полями (иногда катушки включены совместно с конденсаторами). Так осуществляется трансформаторная связь между каскадами, цепями и контурами. Две и более цепей разделяются при помощи таких катушек по постоянному току.

Например, усилитель звуковой частоты имеет драйверный и выходной каскады, которые можно разделить путем применения трансформаторной связи. Таким незатейливым способом могут быть связаны база выходного каскада и цепь коллектора предыдущего каскада акустического усилителя. Здесь не так важна высокая добротность, как для резонансных цепей, поэтому обмотки трансформаторов связи обычно мотают большим количеством витков и тонким проводом, добиваясь главного — высокой взаимной индукции связываемых цепей.

Катушка связи

Катушки колебательных контуров

Как отмечалось выше, одно из ключевых применений катушки индуктивности — включение совместно с конденсатором. Катушка с конденсатором образует колебательный контур, обладающий собственной резонансной частотой колебаний.

Требования к контурным катушкам индуктивности в плане добротности очень высоки. К тому же контурная катушка должна обладать достаточно высокой температурной стабильностью. Поэтому контурные катушки резонансных контуров изготавливают, как правило, из достаточно толстого провода, по сравнению с катушками связи. На базе колебательных контуров работают различные осцилляторы, передатчики и приемники. 

Вариометры

Вариометром называется катушка с перестраиваемой индуктивностью. Такие катушки полезны для регулировки резонансной частоты настраиваемых колебательных контуров. Две части катушки соединены последовательно и расположены так, чтобы одна из частей могла бы физически отодвигаться или поворачиваться относительно другой. Одна часть неподвижна (своеобразный статор вариометра), другая — подвижный ротор внутри статора, его можно вращать.

Или другой вариант - одна часть катушки по мере необходимости просто отодвигаться от другой. Вариометр может быть совсем без сердечника или, к примеру, две части катушки могут быть навиты на ферритовом сердечнике, на котором катушки можно раздвигать или имеется возможность регулировать зазор в самом магнитопроводе.

Вариометр

Вообще конструкции вариометров разнообразны, однако принцип один — изменение общей индуктивности катушки путем изменения взаимного расположения ее частей (меняется взаимоиндукция частей, следовательно изменяется и общая индуктивность вариометра). Индуктивность катушки-вариометра перестраивается в разы.

Дроссель

Свойство катушки препятствовать изменению тока через ее провод используется в дросселях. Дроссель, как и любая катушка, свободно пропускает установившийся постоянный ток, однако оказывает высокое реактивное сопротивление току переменному или пульсирующему. Так, включив дроссель последовательно нагрузке в цепи переменного тока, можно ограничить ток нагрузки.

Дроссель

Часто можно встретить дроссель как фильтр в цепи питания электронного прибора или в качестве балласта газоразрядной лампы, включаемой в бытовую сеть. Сетевые дроссели изготавливают на магнитопроводах из трансформаторной стали, а для радиочастот применяют феррит и пермаллой, а также каркасы без сердечников. Дроссели в виде колец или бусинок нанизывают на коммуникационные кабели для подавления синфазных ВЧ помех.

Сдвоенный дроссель

Питание к нагрузкам от сети подается как минимум по двум проводам, здесь то и встречаются сдвоенные дроссели. Сдвоенный дроссель представляет собой две катушки, намотанные встречно или согласованно на один общий сердечник или не ферромагнитный каркас. Встречная намотка помогает фильтровать синфазные помехи в двухпроводной сети, а согласованная намотка — применяется для препятствования помехам дифференциальным.

Сдвоенный дроссель

Такие двойные катушки часто встречаются во входных цепях блоков питания, в акустической технике и на цифровых линиях. Они защищают прибор от попадания в него высокочастотного шума из сети, а сеть — от паразитных высокочастотных сигналов, генерируемых рабочими цепями прибора. Сдвоенные дроссели для низкочастотных сетевых цепей имеют сердечники из трансформаторной стали, а для высокочастотных — ферритовые сердечники или вообще не имеют сердечников.