Untuk menciptakan medan magnet dan memuluskan interferensi dan impuls di dalamnya, elemen penyimpanan khusus digunakan. Induktor pada rangkaian AC dan DC digunakan untuk menyimpan sejumlah energi dan membatasi listrik.
Desain
Tujuan utama induktor GOST 20718-75 adalah akumulasi energi listrik dalam medan magnet untuk akustik, transformator, dll. Mereka digunakan untuk pengembangan dan konstruksi berbagai sirkuit selektif dan perangkat listrik. Fungsionalitas, ukuran, dan area penggunaannya bergantung pada desain (bahan, jumlah putaran), keberadaan bingkai. Perangkat ini diproduksi di pabrik, tetapi Anda dapat membuatnya sendiri. Elemen buatan sendiri agak lebih rendah keandalannya dibandingkan elemen profesional, tetapi beberapa kali lebih murah.
Foto - diagramRangka induktor terbuat dari bahan dielektrik. Konduktor berinsulasi dililitkan di sekelilingnya, yang dapat berupa inti tunggal atau multiinti. Tergantung pada jenis belitannya, mereka adalah:
- Spiral (pada cincin ferit);
- Baut;
- Sekrup-spiral atau gabungan.
Fitur penting dari induktor untuk diagram kelistrikan adalah dapat digulung dalam beberapa lapisan atau disatukan, yaitu dengan potongan. Jika yang digunakan konduktor tebal, maka elemen dapat dililit tanpa bingkai, jika tipis, maka hanya pada bingkai. Bingkai induktor ini memiliki penampang yang berbeda: persegi, bulat, persegi panjang. Gulungan yang dihasilkan dapat dimasukkan ke dalam wadah khusus perangkat listrik apa pun atau digunakan secara terbuka.
Foto - desain elemen buatan sendiri Inti digunakan untuk meningkatkan induktansi. Tergantung pada tujuan elemennya, bahan batang yang digunakan bervariasi:
- Dengan inti feromagnetik dan udara, mereka digunakan pada frekuensi arus tinggi;
- Yang baja digunakan di lingkungan bertegangan rendah.
Berdasarkan prinsip pengoperasiannya, ada jenis-jenis berikut:
- Kontur. Mereka terutama digunakan dalam teknik radio untuk membuat sirkuit osilasi di papan dan bekerja sama dengan kapasitor. Koneksinya menggunakan koneksi serial. Ini versi modern kumparan Tesla kontur datar;
- Variometer. Ini adalah kumparan merdu frekuensi tinggi, yang induktansinya dapat dikontrol, jika perlu, menggunakan perangkat tambahan. Mereka mewakili hubungan dua kumparan terpisah, yang satu dapat digerakkan dan yang lainnya tidak;
- Tersedak kembar dan penyetelan. Ciri-ciri utama kumparan ini: resistansi rendah terhadap arus searah dan resistansi tinggi terhadap arus bolak-balik. Choke terbuat dari beberapa kumparan yang dihubungkan dengan belitan. Mereka sering digunakan sebagai filter untuk berbagai perangkat radio, dipasang untuk mengontrol interferensi pada antena, dll.;
- Transformator komunikasi. Milik mereka fitur desain adalah dua atau lebih kumparan dipasang pada satu batang. Mereka digunakan dalam transformator untuk menyediakan koneksi spesifik antara masing-masing komponen perangkat.
Penandaan induktor ditentukan oleh jumlah lilitan dan warna rumahan.
Foto – menandai Prinsip operasi
Skema pengoperasian induktor aktif didasarkan pada fakta bahwa setiap putaran belitan berpotongan dengan garis gaya magnet. Elemen listrik ini diperlukan untuk mengekstraksi energi listrik dari sumber listrik dan mengubahnya untuk menyimpannya dalam bentuk medan listrik. Oleh karena itu, jika arus rangkaian bertambah, maka medan magnet akan mengembang, tetapi jika arus berkurang, medan akan selalu berkontraksi. Parameter ini juga bergantung pada frekuensi dan tegangan, namun secara umum, efeknya tetap tidak berubah. Menghidupkan elemen menghasilkan pergeseran fasa arus dan tegangan.
Foto - prinsip operasi Selain itu, kumparan induktif (bingkai dan tanpa bingkai) memiliki sifat induksi sendiri, perhitungannya dilakukan berdasarkan data jaringan nominal. Pada belitan multilayer dan single layer, tegangan yang dihasilkan berlawanan dengan tegangan arus listrik. Ini disebut EMF; penentuan gaya gerak listrik magnet bergantung pada nilai induktansi. Itu dapat dihitung menggunakan hukum Ohm. Perlu dicatat bahwa terlepas dari tegangan listrik, resistansi pada induktor tidak berubah.
Foto - koneksi masing-masing terminal elemen Hubungan antara induktansi dengan konsep (perubahan) ggl dapat dicari dengan menggunakan rumus ε c = – dФ/dt = – L*dI/dt, dimana ε adalah nilai ggl induksi diri. Dan jika laju perubahan energi listrik sama dengan dI/dt = 1 A/c, maka L = ε c.
Video: menghitung induktor
Perhitungan
Rumus – rumus rangkaian osilasiDimana L adalah unsur itu sendiri yang mengakumulasi energi magnet.
Pada saat yang sama, periode osilasi bebas rangkaian ini dihitung dengan:
Rumus – periode osilasi bebas Dimana C adalah kapasitor, suatu elemen reaktif rangkaian yang menyimpan energi listrik pada rangkaian tertentu. Besarnya reaktansi induktif pada rangkaian tersebut dihitung dengan X L = U/I. Di sini X adalah kapasitansi. Saat menghitung resistor, parameter utama elemen ini dimasukkan ke dalam contoh.
Induktansi solenoid ditentukan dengan rumus:
Rumusnya adalah induktansi kumparan solenoidSelain itu, tingkat induktansi memiliki ketergantungan tertentu pada suhu di papan. Sambungan paralel beberapa bagian, perubahan kerapatan dan ukuran belitan belitan, dan parameter lainnya mempengaruhi sifat dasar elemen ini.
Foto – ketergantungan suhu Untuk mengetahui parameter induktor, Anda dapat menggunakan berbagai cara: mengukur dengan multimeter, menguji dengan osiloskop, memeriksa secara terpisah dengan amperemeter atau voltmeter. Opsi ini sangat mudah karena menggunakan kapasitor sebagai elemen reaktif, yang rugi-rugi listriknya sangat kecil dan mungkin tidak diperhitungkan dalam perhitungan. Terkadang, untuk menyederhanakan tugas, digunakan program khusus perhitungan dan pengukuran parameter yang dibutuhkan. Ini memungkinkan Anda menyederhanakan pemilihan elemen yang diperlukan untuk sirkuit secara signifikan.
Anda dapat membeli induktor (SMD 150 μH dan lainnya) dan kabel untuk menggulungnya di toko listrik mana pun; harganya bervariasi dari $2 hingga beberapa lusin.
Percobaan pembuatan ulang regenerator baterai (penerima radio regeneratif) pada lampu 2K2M untuk rentang gelombang pendek (HF, SW). Perhitungan dan pembuatan induktor untuk rentang HF dijelaskan dan diilustrasikan. Saya juga akan memberi tahu Anda secara singkat bagaimana perilaku receiver dengan koil baru dan apa yang berubah.
Kata pengantar
Penerima radio ini dibangun di atas tabung radio 2K2M dan menerima stasiun penyiaran dalam rentang CB (gelombang menengah), MW (gelombang tengah) dan DV (gelombang panjang), LW (gelombang panjang). Belakangan saya mendapat ide untuk mencoba membuat ulang untuk rentang HF (gelombang pendek), SW (gelombang pendek).
Analisis dan persiapan
Setelah melihat beberapa diagram penerima radio regeneratif gelombang pendek, yang juga menggunakan kumparan komunikasi, saya sampai pada kesimpulan bahwa untuk percobaan ini cukup membuat induktor loop baru.
Tabung radio 2K2M dapat beroperasi pada frekuensi hingga 25 MHz, sehingga Anda dapat meninggalkannya dengan aman tanpa mengubahnya ke frekuensi yang lebih tinggi.
Yang sedikit membingungkan adalah kapasitansi rangkaian CPE (variable capasitor), terletak pada kisaran 20-400 pF, yang mana untuk rentang HF agak berlebihan baik untuk nilai minimum maupun maksimum. Tidak ada rencana untuk mengubah KPI, karena semuanya sudah terpasang dengan baik pada sasis; satu-satunya ide adalah mencoba sedikit mempersempit kapasitasnya dengan menghubungkan kapasitor berkapasitas tertentu secara seri.
Kapasitansi total dua kapasitor yang dihubungkan seri dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
C jumlah = (C1*C2) / (C1+C2)
Saat menghubungkan kapasitor 50pF secara seri ke KPI (20-400pF), total kapasitansi dengan penyesuaian akan menjadi 14-44pF. Tidak baik nilai bagus, meskipun Anda dapat mencobanya.
Sekarang kita perlu menghitung induktor agar kita dapat menerima stasiun radio dalam rentang HF. Di salah satu forum saya menemukan postingan di mana seseorang membuat regenerator dan menggunakan data berikut untuk koil HF (40-80m):
- Diameter bingkai - 45mm;
- Kumparan kontur berisi 12 putaran kawat berenamel dengan diameter 0,8 mm;
- Kumparan komunikasi berisi 3 lilitan kawat berenamel dengan diameter 0,5 mm.
Percaya tapi periksa! - jangan malas dan hitung apa yang bisa kita capai dari kumparan dengan parameter seperti itu.
Perhitungan induktansi kumparan satu lapis
Mari kita hitung induktansi kumparan loop satu lapis menggunakan rumus dengan parameter belitan yang diberikan di atas. Untuk kejelasan, saya menggambar:
Beras. 1. Induktor, parameter.
Rumus untuk menghitung induktansi kumparan:
L = D*D*n*n / (45*D + 100*l), dimana:
- L - induktansi kumparan, μH;
- D - diameter kumparan, cm;
- n adalah jumlah putaran kumparan;
- l - panjang belitan kumparan, cm.
L = 4,5*4,5*12*12 / (45*4,5 + 100*1,1) = 2916 / (202,5 + 110) = 9,3 μH(μH) =0,0000093 Hn = 9,3 * 10 −6 Hn.
Induktansi sebuah kumparan yang berisi 12 lilitan kawat (panjangnya kira-kira 1,1 cm dengan kawat 0,8 mm) dan dililitkan pada rangka berdiameter 45 mm adalah 9,3 μH (μH). Itu mudah!
Perhitungan frekuensi rangkaian osilasi
Mengetahui induktansi kumparan dan kapasitansi kapasitor dalam rangkaian osilasi, kita dapat menghitung frekuensi resonansinya.
Beras. 2. Diagram rangkaian osilasi.
Kami akan menghitung frekuensi rangkaian osilasi menggunakan rumus:
ƒ = 1 / (2 * π * √(LC)), dimana:
- ƒ - frekuensi resonansi rangkaian, Hz;
- π - nomor Pi, 3,1415;
- L - induktansi kumparan, H;
- C adalah kapasitansi kapasitor, F.
Mari kita hitung frekuensi rangkaian osilasi dengan mengambil kapasitansi terendah dari kapasitor KPE yang saya miliki: C = 20 pF = 0,00000000002 F = 20 * 10 −12 F.
ƒ1 = 1 / (2 * 3,14 * √ (0,00000000002*0,0000093)) = 11675725,7 Hz = 11,67 MHz.
Sekarang sama saja, tapi kita ambil batas atas kapasitas KPI, ambil lebih dari setengahnya: C = 300pF = 0.0000000003 F = 300 * 10 −12 F.
ƒ2 = 1 / (2 * 3,14 * √ (0,0000000003*0,0000093)) = 3014659,4 Hz = 3,01 MHz.
Dan, dengan menggunakan induktor dengan parameter di atas dan KPI saya, saya dapat mencakup rentang sekitar 3 hingga 11 MHz.
Tabel pita HF
Gelombang pendek yang dipantulkan dari permukaan bumi dapat merambat dalam jarak yang cukup jauh. Seberapa baik kita dapat menerima gelombang panjang yang berbeda tergantung pada banyak faktor, salah satu yang paling menonjol adalah waktu: siang atau malam.
Pada siang hari, gelombang yang lebih pendek merambat dengan baik, dan pada malam hari, gelombang yang lebih panjang merambat dengan baik.
Di bawah ini adalah tabel pita siaran HF dengan catatan tergantung waktunya:
- 11 meter, 25.600 - 26.100 MHz (siang hari);
- 13 meter, 21.450 - 21.850 MHz (siang hari);
- 15 meter, 18.900 - 19.020 MHz (siang hari);
- 16 meter, 17.480 - 17.900 MHz (siang hari);
- 19 meter, 15.100 - 15.900 MHz (siang hari);
- 21 meter, 13.500 - 13.870 MHz;
- 25 meter 11.600 - 12.100 MHz;
- 31 meter, 9.400 - 9.990 MHz;
- 41 meter, 7.200 - 7.600 MHz;
- 49 meter, 5.730 - 6.295 MHz;
- 60 meter, 4.750 - 5.060 MHz (malam);
- 75 meter, 3.900 - 4.000 MHz (malam);
- 90 meter, 3.200 - 3.400 MHz (malam);
- 120 meter, 2.300 - 2.495 MHz (malam).
Berdasarkan perhitungan saya di atas, saya akan mampu menjangkau jarak kurang lebih 41 - 25 meter dengan radio.
Membuat induktor
Semua data tersedia, Anda dapat mulai membuat induktor. Untuk mengilustrasikan hubungan kumparan, saya akan menempatkan di sini bagian rangkaian dari penerima radio saya.
Beras. 3. Diagram untuk menghubungkan induktor pada penerima radio (titik belitan ditunjukkan dengan titik).
Jika Anda melihat diagram, untuk satu rentang Anda hanya dapat melilitkan dua kumparan pada rangka: kumparan kontur akan menggantikan L1 dan L2, dan kumparan komunikasi akan menggantikan L3 dan L4, sedangkan saklar S1 dapat dihilangkan.
Saya tetap memutuskan untuk membuat 4 kumparan seperti pada diagram demi percobaan, saya bertanya-tanya bagaimana solusi seperti itu akan berperilaku dalam rentang HF, selain itu, ada kemungkinan bahwa selain itu, dimungkinkan untuk menangkap rentang frekuensi yang lebih rendah. yang utama.
Langkah pertama adalah membuat bingkai tempat kita akan melilitkan kawat. Di bawah bingkai Anda bisa menggunakan sepotong polietilen atau pipa plastik atau silinder lain dengan diameter yang dibutuhkan.
Saya memerlukan bingkai dengan diameter 45mm, karena saya menemukan pipa dengan diameter sedikit lebih kecil yaitu 40mm di sampah dan agar tidak merusaknya, saya memutuskan untuk merekatkan bingkai kertas di sekelilingnya.
Beras. 4. Rangka reel adalah sepotong pipa.
Untuk merekatkan saya menggunakan lembaran A4 - kertasnya cukup tebal dan cocok untuk keperluan tersebut. Pertama, kita bungkus 1-2 lembar kertas pada bingkai tanpa menutupinya dengan lem, ini perlu agar kita bisa melepas pipanya.
Beras. 5. Beberapa lapis kertas direkatkan untuk bingkai gulungan masa depan.
Sekarang kami mengoleskan lem pada setiap lembar kertas dan membungkus bingkai di dalamnya. Dianjurkan untuk menempelkan 5 lembar kertas atau lebih - ini akan membantu mencapai kekuatan bingkai yang cukup saat mengering. Pengeringan cukup 12 jam jika direkatkan dengan lem PVA.
Setelah bingkai mengering, ternyata bingkai itu menempel sangat erat pada pipa sehingga tidak mungkin lagi dilepas - saya harus memotong bingkai memanjang dan, setelah melepasnya, rekatkan potongannya. Rangkanya sudah siap dan cukup kuat untuk menggantungkan kawat tebal di atasnya.
Beras. 6. Bingkai kertas untuk induktor sudah siap.
Untuk belitan saya menggunakan konduktor tembaga dengan diameter 0,8 mm dan 0,5 mm - masing-masing loop dan koil komunikasi.
Beras. 7. Gulungan buatan sendiri induktansi untuk rentang HF sudah siap!
Beras. 8. Kumparan HF buatan sendiri - pemandangan dari terminal.
Untuk kenyamanan, saya menandai titik awal untuk menggulung kumparan - ini akan membantu Anda menghindari kebingungan saat menghubungkannya ke radio. Pengikatan konduktor dilakukan dengan membuat lubang pada rangka menggunakan jarum.
Beras. 9. Kami kencangkan lilitan belitan dengan lilin.
Agar lilitan gulungan kumparan tetap menyatu dengan erat, Anda bisa merekatkannya dengan lem atau cukup menjatuhkan beberapa tetes lilin.
Memasang koil HF pada penerima radio
Sekarang koil HF siap dipasang di radio receiver. Anda harus mencoba menggunakan kabel terpendek dari belitan saat menghubungkannya ke komponen penerima radio.
Beras. 10. Kumparan pita HF dipasang di penerima radio. (klik - perbesar).
Beras. 11. penerima radio dengan koil HF terpasang, tampak belakang. (klik - perbesar).
Beras. 12. Penerima HF siap pakai dan koil lama untuk rentang MF-LW.
Bekerja dengan penerima dalam rentang HF
Penerima siap digunakan, Anda dapat mulai bereksperimen. Pengujian dilakukan pada sore dan malam hari. Pertama, antena panjang dihubungkan - sepotong kasar kawat tembaga panjangnya sekitar 10 meter.
Dengan antena seperti itu, saya dapat menangkap beberapa stasiun, dan kenop penyesuaian umpan balik tidak memengaruhi pengoperasian radio dengan cara apa pun; ini terasa aneh bagi saya - mungkin saya mencampuradukkan awal dan akhir saat menghubungkan belitan umpan balik .
Menghubungkan ground juga tidak meningkatkan kinerja radio. Saya memutuskan untuk mencoba pin tembaga dengan diameter 1-1,2 mm dan panjang sekitar 1-1,5 m sebagai antena.
Setelah radio dinyalakan, hasilnya tidak lama kemudian - kami berhasil menangkap beberapa stasiun, dan kenop regenerasi sekarang bekerja dengan sempurna dan memungkinkan untuk menangkap dan memperkuat sinyal yang cukup lemah dari stasiun penyiaran.
Radio Liberty, siaran dari negara lain, sinyal berkode, dan stasiun lain dapat didengar di HF. Akumulasi stasiun terbesar diamati pada batas ambang batas penyesuaian KPI (C = 20 pF), kemungkinan besar jika Anda mengurangi ambang batas ini menjadi 10 pF, Anda akan dapat menangkap lebih banyak stasiun, atau Anda perlu menghitung ulang koil lalu memundurkannya.
Penerima menjadi kurang tahan terhadap penyesuaian di bawah pengaruh tangan dan sentuhan bagian yang berbeda skema. Kadang-kadang Anda bahkan dapat bermain-main dengan antena penerima seperti antena Theremin (alat musik).
Apa lagi yang bisa Anda coba?
Setelah perhitungan, sebuah ide segera muncul: Anda dapat menghitung jumlah putaran dan membuat beberapa kumparan untuk subrentang yang berbeda, dan untuk menggantinya, gunakan sakelar untuk beberapa posisi (misalnya 5). Dalam hal ini, akan ada satu kumparan komunikasi (L3), dan kita memutar kumparan kontur (L1) dengan membuat ketukan dari sejumlah putaran tertentu.
Kesimpulan
Eksperimennya berhasil! saya mendapatkan pengalaman menarik dan itu menyenangkan. Awalnya saya tidak berencana untuk menulis tentang perhitungan kumparan dan rangkaian osilasi, namun menurut saya ini dapat bermanfaat bagi yang ingin mengulangi percobaan. Selain itu, dalam proses penyiapan bahan dan perhitungan, saya mempelajari beberapa hal yang bahkan tidak saya duga sebelumnya.
Induktor
- kumparan ulir, spiral atau heliks yang terbuat dari konduktor berinsulasi yang digulung, yang memiliki induktansi signifikan dengan kapasitas yang relatif kecil dan resistansi aktif yang rendah. Akibatnya, ketika arus listrik bolak-balik mengalir melalui kumparan, ada inersia yang signifikan.
Untuk meningkatkan induktansi, inti yang terbuat dari bahan feromagnetik digunakan: baja listrik, permalloy, fluxtrol, besi karbonil, ferit. Inti juga digunakan untuk mengubah induktansi kumparan dalam batas kecil.
Ada juga kumparan yang konduktornya diimplementasikan pada papan sirkuit tercetak. 
Induktor dalam suatu rangkaian listrik, ia menghantarkan arus searah dengan baik dan sekaligus menahan arus bolak-balik, karena ketika arus dalam kumparan berubah, timbul ggl induktif sendiri, yang mencegah perubahan ini.
Parameter utama induktor adalah miliknya induktansi, yang menentukan jenis fluks medan magnet yang akan dihasilkan kumparan ketika arus 1 ampere mengalir melaluinya. Nilai khas induktansi kumparan berkisar dari sepersepuluh mikroH hingga puluhan H.
Kerugian kawat disebabkan oleh tiga alasan:
· Kabel belitan mempunyai hambatan ohmik (aktif).
· Resistansi kawat belitan meningkat seiring dengan meningkatnya frekuensi, hal ini disebabkan oleh efek kulit. Inti dari efeknya adalah perpindahan arus ke lapisan permukaan kawat. Akibatnya, penampang konduktor yang berguna berkurang dan resistansi meningkat.
· Dalam kabel belitan yang dipelintir menjadi spiral, efek kedekatan dimanifestasikan, yang intinya adalah perpindahan arus di bawah pengaruh arus eddy dan medan magnet ke pinggiran belitan. Akibatnya, penampang yang dilalui arus menjadi berbentuk bulan sabit, yang menyebabkan peningkatan tambahan pada resistansi kawat.
Kerugian dielektrik (isolasi kawat dan rangka kumparan) dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori:
· Kerugian dari dielektrik kapasitor antar putaran (kebocoran antar putaran dan kerugian lain yang merupakan karakteristik dielektrik kapasitor).
· Kerugian dari sifat magnetik dielektrik (kerugian ini serupa dengan kerugian pada inti).
Secara umum, Anda dapat melihatnya pada kumparan modern penggunaan umum kerugian dielektrik seringkali dapat diabaikan.
Kerugian inti terdiri dari rugi-rugi arus eddy, rugi-rugi histeresis dan rugi-rugi awal.
Kerugian Eddy saat ini . Arus yang mengalir melalui suatu konduktor menginduksi ggl pada konduktor di sekitarnya, seperti inti, layar, dan kabel lilitan yang berdekatan. Arus eddy yang dihasilkan menjadi sumber kerugian akibat hambatan penghantar.
Jenis induktor
Lingkaran induktor . Kumparan ini digunakan bersama dengan kapasitor untuk menghasilkan rangkaian resonansi. Mereka harus memiliki faktor stabilitas, akurasi dan kualitas yang tinggi.
gulungan. Kumparan tersebut digunakan untuk menyediakan kopling induktif antara sirkuit individu dan kaskade. Sambungan ini memungkinkan untuk memisahkan rangkaian basis dan kolektor, dll., dengan arus searah.Kumparan tersebut tidak tunduk pada persyaratan ketat untuk faktor kualitas dan akurasi, sehingga terbuat dari kawat tipis dalam bentuk dua belitan berdimensi kecil. . Parameter utama kumparan ini adalah induktansi dan koefisien kopling.
Variometer.Ini adalah kumparan yang induktansinya dapat diubah selama operasi untuk mengatur ulang rangkaian osilasi. Mereka terdiri dari dua kumparan yang dihubungkan secara seri. Salah satu kumparan diam (stator), yang lain terletak di dalam kumparan pertama dan berputar (rotor). Ketika posisi rotor relatif terhadap stator berubah, nilai induktansi timbal balik berubah, dan induktansi variometer juga berubah. Sistem seperti ini memungkinkan Anda mengubah induktansi sebanyak 4–5 kali. Dalam ferrovariometer, induktansi diubah dengan menggerakkan inti feromagnetik.
Tersedak
. Ini adalah induktor dengan resistansi tinggi terhadap arus bolak-balik dan resistansi rendah terhadap arus searah. Mereka digunakan di sirkuit catu daya perangkat teknik radio sebagai elemen filter. Untuk jaringan catu daya dengan frekuensi 50-60 Hz dibuat pada inti baja transformator. Pada frekuensi yang lebih tinggi, inti permalloy atau ferit juga digunakan. Jenis tersedak khusus adalah barel ferit (manik-manik) peredam kebisingan pada kabel.
Throttle kembar dua induktor counter-wound yang digunakan dalam filter daya. Karena belitan berlawanan dan saling induksi lebih efektif untuk memfilter interferensi mode umum dengan dimensi yang sama. Twin choke banyak digunakan sebagai filter input untuk catu daya; dalam filter sinyal diferensial saluran digital, serta dalam teknologi audio. Itu. dirancang untuk melindungi catu daya dari sinyal frekuensi tinggi yang diinduksi dan untuk menghindari penyumbatan jaringan pasokan dengan interferensi elektromagnetik. Pada frekuensi rendah digunakan dalam filter catu daya dan biasanya memiliki inti feromagnetik (baja transformator) atau ferit.
Penerapan induktor
· Induktor (bersama dengan kapasitor dan/atau resistor) digunakan untuk membangun berbagai rangkaian dengan sifat bergantung pada frekuensi, khususnya filter, rangkaian umpan balik, rangkaian osilasi, dll.
· Induktor digunakan dalam stabilisator pulsa sebagai elemen yang menyimpan energi dan mengubah level tegangan.
· Dua atau lebih kumparan yang digabungkan secara induktif membentuk sebuah transformator.
· Sebuah induktor, yang ditenagai oleh arus berdenyut dari saklar transistor, kadang-kadang digunakan sebagai sumber tegangan tinggi dengan daya rendah di sirkuit arus rendah ketika membuat tegangan suplai tinggi terpisah pada catu daya tidak mungkin atau tidak praktis secara ekonomi. Dalam hal ini, lonjakan tegangan tinggi muncul pada kumparan karena induksi sendiri, yang dapat digunakan dalam rangkaian, misalnya dengan menyearahkan dan menghaluskan.
· Kumparan juga digunakan sebagai elektromagnet.
· Kumparan digunakan sebagai sumber energi untuk merangsang plasma yang digabungkan secara induktif.
· Untuk komunikasi radio - emisi dan penerimaan gelombang elektromagnetik (antena magnetik, antena cincin).
Hai Antena lingkaran
oDDRR
Hai Lingkaran induksi
· Untuk memanaskan bahan konduktif listrik dalam tungku induksi.
· Sebagai sensor perpindahan: perubahan induktansi kumparan dapat divariasikan dalam rentang yang luas dengan menggerakkan (menarik keluar) inti.
· Induktor digunakan dalam sensor medan magnet induktif. Magnetometer induksi dikembangkan dan digunakan secara luas selama Perang Dunia II.
Metode penggulungan efektif yang dikembangkan di perusahaan kami:
Memungkinkan Anda menghilangkan batasan pada rentang tegangan, arus, dan suhu yang diterapkan. Mengurangi penampang kawat, biaya dan berat kumparan dalam kondisi pengoperasian yang sama. Atau mereka memungkinkan Anda untuk meningkatkan tegangan, arus, dan suhu pengoperasian dengan penampang kabel yang sama.
Penelitian kami selama bertahun-tahun menunjukkan bahwa metode pendinginan yang paling efektif adalah udara. Penggunaan jenis insulasi tambahan terkadang tidak diinginkan dan memperburuk sifat belitan. Alih-alih isolasi, kami menggunakan pembagian belitan menjadi beberapa bagian. Kami berupaya meningkatkan area kontak kabel dengan aliran udara yang kuat.
1. Belitan terpisah.
Alternatif terbaik untuk isolasi tambahan. Belitan dibagi menjadi beberapa bagian yang dihubungkan secara seri. Potensi antar seksi dibagi dengan jumlah seksi. Potensi antar lapisan dibagi dengan jumlah bagian dikalikan dengan jumlah lapisan. Potensial antara lilitan yang berdekatan dalam satu lapisan dibagi dengan jumlah bagian dikalikan dengan jumlah lapisan dan jumlah lilitan dalam lapisan tersebut. Dengan demikian, setiap tegangan tembus yang berbahaya dapat dikurangi menjadi parameter proteksi listrik dari kawat enamel biasa tanpa menggunakan tindakan isolasi listrik khusus. Semakin banyak bagian yang terpisah, semakin baik pengaturan pendinginannya.
2. Gulungan non-kontak.
Putaran belitan digantung di udara pada kabel pria khusus. Mereka tidak memiliki kontak mekanis, listrik atau termal dengan bahan koil lainnya, baik dengan rangka, atau dengan rumahan, atau dengan insulasi listrik. Pendinginan udara, isolasi termal dan listrik paling efisien.
3. Tubuhnya berbentuk siput.
Kami menganggap pendinginan udara sebagai cara paling efektif untuk mendinginkan belitan. Penggunaan casing seperti itu dengan kipas dan karakteristik aerodinamis yang diperhitungkan memberikan keuntungan yang signifikan.
4. Gulungan gelombang penuh.
Segala sesuatu yang baru sudah lama terlupakan. Membagi belitan menjadi dua lengan dan menghubungkannya melalui jembatan dioda menghasilkan peralihan lengan secara bergantian pada frekuensi listrik. Selama satu setengah siklus, satu bahu bekerja, bahu lainnya beristirahat. Hal ini memungkinkan penggunaan belitan dengan penampang yang lebih kecil. Belitan gelombang penuh sangat relevan jika perlu menempatkan belitan yang sangat kuat dengan kawat tebal di ruang kecil sehingga tidak mungkin ditekuk pada sudut yang diperlukan tanpa kerusakan. Atau industri tidak memproduksi ban setebal itu, sehingga Anda bisa beralih ke bagian yang lebih kecil.
5. Gulungan pipa.
Untuk pengoperasian pada suhu yang sangat tinggi. Kawat yang digunakan adalah pipa tembaga, sirkulasi fluida, pompa, heat exchanger, generator pendingin, dan tangki.
6. Mengisi dengan senyawa dengan pengotor berdasarkan boron nitrida dan lainnya untuk meningkatkan konduktivitas termal senyawa. Atau peregangan tahan getaran menggunakan pelat teknis khusus. Ini digunakan dalam mode operasi dampak getaran yang kompleks.
Spesialis kami akan berkembang secara maksimal metode yang efektif solusi untuk masalah Anda. Kami akan dengan senang hati bekerja sama dengan Anda.
Kami sedang menunggu pesanan Anda.
Apa yang Anda maksud dengan kata "gulungan"? Yah... ini mungkin semacam "ara" yang di atasnya ada benang, tali pancing, tali, apa saja! Kumparan induktor adalah benda yang persis sama, tetapi alih-alih menggunakan benang, tali pancing, atau apa pun, yang biasa dililitkan di sana. kawat tembaga dalam isolasi.
Insulasi dapat dibuat dari pernis bening, insulasi PVC, atau bahkan kain. Triknya di sini adalah meskipun kabel-kabel di induktor sangat berdekatan satu sama lain, kabel-kabel tersebut tetap ada terisolasi satu sama lain. Jika Anda melilitkan kumparan induktor dengan tangan Anda sendiri, jangan pernah berpikir untuk menggunakan kawat tembaga biasa!
Induktansi
Setiap induktor memilikinya induktansi. Induktansi kumparan diukur dalam Henry(Gn), ditandai dengan huruf L dan diukur dengan menggunakan LC meter.
Apa itu induktansi? Jika arus listrik dilewatkan melalui kawat, maka akan timbul medan magnet di sekelilingnya:
Di mana
B – medan magnet, Wb
SAYA -
Mari kita ambil kawat ini dan melilitkannya menjadi spiral dan memberikan tegangan pada ujungnya
Dan kita mendapatkan gambaran ini dengan garis gaya magnet:
Secara kasar, semakin banyak garis medan magnet yang melintasi luas solenoida ini, dalam kasus kita luas silinder, semakin besar fluks magnetnya. (F). Karena arus listrik mengalir melalui kumparan, berarti ada arus dengan intensitas arus yang melewatinya (SAYA), dan koefisien antara fluks magnet dan kuat arus disebut induktansi dan dihitung dengan rumus:
Dari sudut pandang ilmiah, induktansi adalah kemampuan mengekstraksi energi dari sumber arus listrik dan menyimpannya dalam bentuk medan magnet. Jika arus dalam kumparan bertambah maka medan magnet di sekitar kumparan semakin besar, dan jika arus berkurang maka medan magnet menyusut.
Induksi diri
Induktor juga mempunyai sifat yang sangat menarik. Ketika tegangan konstan diterapkan pada kumparan, tegangan berlawanan muncul pada kumparan untuk waktu yang singkat.
Tegangan yang berlawanan ini disebut ggl yang diinduksi sendiri. Hal ini tergantung pada nilai induktansi kumparan. Oleh karena itu, pada saat tegangan diterapkan pada kumparan, arus secara bertahap berubah nilainya dari 0 ke nilai tertentu dalam sepersekian detik, karena tegangan pada saat arus listrik diterapkan juga mengubah nilainya dari nol hingga nilai tetap. Menurut Hukum Ohm:
Di mana
SAYA– kuat arus pada kumparan, A
kamu– tegangan pada kumparan, V
R– resistansi kumparan, Ohm
Seperti dapat kita lihat dari rumusnya, tegangan berubah dari nol menjadi tegangan yang disuplai ke kumparan, oleh karena itu arus juga akan berubah dari nol ke suatu nilai. Resistansi kumparan untuk DC juga konstan.
Dan fenomena kedua pada induktor adalah jika kita membuka rangkaian antara induktor dan sumber arus, maka ggl induksi diri kita akan ditambah dengan tegangan yang sudah kita berikan pada kumparan.
Artinya, segera setelah kita memutus rangkaian, tegangan pada kumparan pada saat itu bisa berkali-kali lipat lebih besar daripada sebelum rangkaian diputus, dan kuat arus pada rangkaian kumparan akan turun dengan tenang, karena induksi diri emf akan mempertahankan penurunan tegangan.
Mari kita menarik kesimpulan pertama tentang pengoperasian induktor ketika arus DC disuplai ke sana. Ketika arus listrik disuplai ke kumparan, kekuatan arus akan meningkat secara bertahap, dan ketika arus listrik dikeluarkan dari kumparan, kekuatan arus akan berkurang secara bertahap hingga nol. Singkatnya, kuat arus pada kumparan tidak dapat berubah secara instan.
Jenis Induktor
Induktor dibagi menjadi dua kelas: dengan inti magnetik dan non-magnetik. Di bawah foto adalah kumparan dengan inti non-magnetik.
Tapi dimana intinya? Udara adalah inti non-magnetik :-). Kumparan semacam itu juga dapat dililitkan pada beberapa tabung kertas berbentuk silinder. Kumparan induktansi dengan inti non-magnetik digunakan bila induktansi tidak melebihi 5 milihenry.
Dan berikut adalah induktor dengan inti:
Inti yang terutama terbuat dari ferit dan pelat besi. Inti meningkatkan induktansi kumparan secara signifikan. Inti yang berbentuk cincin (toroidal) memungkinkan diperolehnya induktansi yang lebih tinggi dari sekedar inti silinder.
Untuk kumparan induktansi sedang, inti ferit digunakan:
Kumparan dengan induktansi tinggi dibuat seperti trafo dengan inti besi, tetapi dengan satu belitan, tidak seperti trafo.
Tersedak
Ada juga jenis induktor khusus. Inilah yang disebut. Induktor adalah induktor yang tugasnya menciptakan resistansi tinggi terhadap arus bolak-balik pada rangkaian guna menekan arus frekuensi tinggi.
Arus searah melewati induktor tanpa masalah. Anda dapat membaca mengapa hal ini terjadi di artikel ini. Biasanya, tersedak dihubungkan di sirkuit catu daya perangkat penguat. Choke dirancang untuk melindungi catu daya dari sinyal frekuensi tinggi (sinyal RF). Pada frekuensi rendah (LF) mereka digunakan dalam rangkaian catu daya dan biasanya memiliki inti logam atau ferit. Di bawah ini di foto adalah power choke:
Ada juga jenis tersedak khusus lainnya - ini. Ini terdiri dari dua induktor counter-wound. Karena counter-winding dan mutual induction, ini lebih efisien. Twin choke banyak digunakan sebagai filter input untuk catu daya, serta dalam teknologi audio.
Eksperimen dengan kumparan
Faktor apa saja yang menentukan induktansi kumparan? Mari kita melakukan beberapa eksperimen. Saya melilitkan kumparan dengan inti non-magnetik. Induktansinya sangat kecil sehingga LC meter menunjukkan nol pada saya.
Memiliki inti ferit
Saya mulai memasukkan kumparan ke dalam inti sampai ke ujung
Meteran LC menunjukkan 21 mikrohenry.
Saya memasukkan koil ke tengah ferit
35 mikrohenry. Sudah lebih baik.
Saya terus memasukkan kumparan ke tepi kanan ferit
20 mikrohenry. Kami menyimpulkan Induktansi terbesar pada ferit silinder terjadi di tengahnya. Oleh karena itu, jika Anda memutar silinder, usahakan memutar di tengah-tengah ferit. Properti ini digunakan untuk mengubah induktansi dalam induktor variabel dengan lancar:
Di mana
1 – ini adalah rangka koil
2 – ini adalah lilitan kumparan
3 – inti, yang memiliki alur di atasnya untuk obeng kecil. Dengan memasang atau melepaskan inti, dengan demikian kita mengubah induktansi kumparan.
Induktansinya menjadi hampir 50 mikrohenry!
Mari kita coba meluruskan belokan di seluruh ferit
13 mikrohenry. Kami menyimpulkan: Untuk induktansi maksimum, kumparan harus dililitkan “turn to turn”.
Mari kita kurangi putaran kumparan hingga setengahnya. Tadinya 24 orbit, sekarang menjadi 12.
Induktansi sangat rendah. Saya mengurangi jumlah putaran sebanyak 2 kali, induktansi berkurang 10 kali lipat. Kesimpulan: semakin rendah jumlah lilitan maka semakin rendah induktansinya dan sebaliknya. Induktansi tidak berubah secara linear antar putaran.
Mari bereksperimen dengan cincin ferit.
Kami mengukur induktansi
15 mikrohenry
Mari kita gerakkan kumparannya saling menjauhi
Mari kita ukur lagi
Hmm, juga 15 mikrohenry. Kami menyimpulkan: Jarak dari belokan ke belokan tidak berperan apa pun dalam induktor toroidal.
Ayo buat lebih banyak belokan. Tadinya 3 putaran, sekarang menjadi 9.
Kami mengukur
Wow! Meningkatkan jumlah putaran sebanyak 3 kali lipat, dan induktansi meningkat sebanyak 12 kali lipat! Kesimpulan: Induktansi tidak berubah secara linear antar putaran.
Jika Anda yakin dengan rumus untuk menghitung induktansi, induktansi tergantung pada “kuadrat belitan”. Saya tidak akan memposting rumus ini di sini, karena saya tidak melihat perlunya. Saya hanya akan mengatakan bahwa induktansi juga bergantung pada parameter seperti inti (terbuat dari bahan apa), luas penampang inti, dan panjang kumparan.
Penunjukan pada diagram
Sambungan kumparan seri dan paralel
Pada sambungan seri induktor, induktansi totalnya akan sama dengan jumlah induktansinya.
Dan kapan koneksi paralel kita mendapatkan ini:
Saat menghubungkan induktansi, hal berikut harus dilakukan: Aturannya adalah bahwa mereka harus ditempatkan secara spasial di papan. Hal ini karena jika berdekatan maka medan magnetnya akan saling mempengaruhi sehingga pembacaan induktansinya menjadi salah. Jangan letakkan dua atau lebih kumparan toroidal pada satu sumbu besi. Hal ini dapat mengakibatkan pembacaan induktansi total yang salah.
Ringkasan
Induktor memegang peranan yang sangat penting dalam bidang elektronika, khususnya pada peralatan transceiver. Berbagai jenis peralatan radio elektronik juga dibangun di atas kumparan induktor, dan dalam teknik kelistrikan juga digunakan sebagai pembatas lonjakan arus.
Orang-orang dari Soldering Iron membuat video yang sangat bagus tentang induktor. Saya sangat merekomendasikan menonton:
Induktansi kumparan tergantung pada ukurannya, jumlah lilitan dan metode belitan. Semakin besar parameter ini, semakin tinggi induktansinya. Jika kumparan dililit rapat putaran ke putaran, maka induktansinya akan lebih besar dibandingkan dengan kumparan yang dililit longgar, terdapat celah antar lilitan. Bila perlu membuat kumparan sesuai dengan dimensi tertentu dan tidak ada kawat dengan diameter yang dibutuhkan, maka bila menggunakan kawat yang lebih tebal perlu dilakukan putaran lebih banyak, dan bila menggunakan kawat tipis, kurangi jumlahnya untuk mendapatkan induktansi yang diperlukan. Semua rekomendasi di atas berlaku ketika melilitkan kumparan tanpa inti ferit.
Kumparan silinder satu lapis dihitung menggunakan rumus
di mana L adalah induktansi kumparan, μH;
D - diameter kumparan, cm;
l - panjang belitan kumparan, cm;
dan n adalah jumlah lilitan kumparan.
Perhitungan koil dilakukan dalam kasus berikut:
1 - berdasarkan dimensi geometris yang diberikan, perlu untuk menentukan induktansi kumparan;
2 - dengan induktansi yang diketahui, perlu untuk menentukan jumlah lilitan dan diameter kawat kumparan. Artinya, melilitkan kumparan dengan induktansi tertentu, yang seringkali diperlukan untuk filter.
Dalam kasus pertama, semua data awal yang termasuk dalam rumus diketahui, dan perhitungannya tidak sulit.
Contoh. Mari kita tentukan induktansi kumparan yang ditunjukkan pada Gambar 1, di mana l = 2 cm, D = 1,8 cm, jumlah lilitan n = 20. Mengganti semua besaran yang diperlukan ke dalam rumus, kita mendapatkan
Dalam kasus kedua, diameter kumparan dan panjang belitan diketahui, yang selanjutnya bergantung pada jumlah lilitan dan diameter kawat. Oleh karena itu, disarankan untuk melakukan perhitungan sesuai skema berikut. Berdasarkan desain alat yang dibuat, tentukan dimensi kumparan (diameter dan panjang belitan), kemudian hitung jumlah lilitan dengan menggunakan rumus berikut:
Setelah menentukan jumlah lilitan, hitung diameter kawat berinsulasi menggunakan rumus
dimana d adalah diameter kawat, mm;
aku - panjang belitan, mm;
n - jumlah putaran.
Contoh. Perlu dibuat kumparan dengan diameter 1 cm dengan panjang belitan 2 cm, mempunyai induktansi 0,8 μH. Berliku biasa saja, belok ke belok. Mengganti nilai yang diberikan ke dalam rumus terakhir, kita mendapatkan
diameter kawat
Jika kumparan dililit dengan kawat yang berdiameter lebih kecil, maka 14 lilitan yang diperoleh perhitungan harus ditempatkan sepanjang keseluruhannya (20 mm) dengan jarak yang sama antar lilitan, yaitu dengan jarak belitan yang besar. Induktansi kumparan ini akan menjadi 1-2% lebih kecil dari induktansi nominalnya, yang harus diperhitungkan selama pembuatannya. Jika kawat dengan diameter lebih besar dari 1,43 mm digunakan untuk belitan, maka perhitungan baru harus dilakukan dengan menambah diameter atau panjang belitan kumparan. Mungkin perlu untuk meningkatkan keduanya secara bersamaan sampai diperoleh dimensi kumparan yang diperlukan yang sesuai dengan induktansi yang diberikan.
Perlu dicatat bahwa dengan menggunakan rumus di atas, disarankan untuk menghitung kumparan yang panjang belitannya l sama dengan setengah diameter atau melebihi nilai ini. Jika diameternya kurang dari setengah, maka hasil yang lebih akurat dapat diperoleh dengan menggunakan rumus
Perhitungan induktor untuk kawat tertentu
Penghitungan ulang induktor dilakukan jika tidak ada kawat dengan diameter yang diperlukan yang ditentukan dalam deskripsi desain dan penggantiannya dengan kawat dengan diameter berbeda, serta ketika diameter rangka kumparan berubah.
Jika tidak ada kawat dengan diameter yang dibutuhkan, Anda dapat menggunakan kawat lain. Perubahan diameter hingga 25% dalam satu arah atau lainnya cukup dapat diterima dan, sebagai suatu peraturan, tidak mempengaruhi kualitas pekerjaan. Selain itu, peningkatan diameter kawat diperbolehkan dalam semua kasus, karena hal ini mengurangi resistansi ohmik kumparan dan meningkatkan faktor kualitasnya. Mengurangi diameter memperburuk faktor kualitas dan meningkatkan kerapatan arus per satuan penampang kawat, yang tidak boleh lebih dari nilai yang diizinkan.
Jumlah lilitan kumparan silinder satu lapis ketika kawat dengan diameter yang satu diganti dengan kawat yang lain dihitung ulang menggunakan rumus
dimana n adalah jumlah lilitan kumparan yang baru; n1 - jumlah putaran kumparan yang ditentukan dalam deskripsi; d adalah diameter kawat yang ada; d1 - diameter kawat yang ditentukan dalam deskripsi.
Sebagai contoh, kita menghitung ulang jumlah lilitan kumparan yang ditunjukkan pada Gambar 1 untuk kawat dengan diameter 0,8 mm
(panjang belitan l = 18x0,8 - 14,4 mm).
Dengan demikian, jumlah belitan dan panjang belitan sedikit berkurang. Untuk memeriksa kebenaran perhitungan ulang, disarankan untuk melakukan perhitungan baru kumparan dengan diameter kawat yang diubah:
Saat menghitung ulang kumparan yang terkait dengan perubahan diameternya, sebaiknya gunakan hubungan persentase antara diameter dan jumlah lilitan. Hubungannya adalah sebagai berikut: jika diameter kumparan bertambah sejumlah persen tertentu, maka jumlah lilitannya berkurang dengan persentase yang sama, dan sebaliknya, bila diameternya berkurang sejumlah persen yang sama, jumlah lilitannya bertambah. . Untuk mempermudah perhitungan, diameter kumparan dapat diambil sebagai diameter rangka.
Sebagai contoh, mari kita hitung ulang jumlah lilitan suatu kumparan yang mempunyai 40 lilitan dengan panjang lilitan 2 cm dan diameter rangka 1,5 cm menjadi diameter sama dengan 1,8 cm.Menurut kondisi konversi, diameter rangka meningkat sebesar 3 mm, atau 20%. Oleh karena itu, untuk menjaga nilai induktansi kumparan ini tetap konstan ketika dililitkan pada rangka berdiameter besar, jumlah lilitan perlu dikurangi sebesar 20%, atau sebanyak 8 lilitan. Kumparan baru akan memiliki 32 putaran. Panjang belitan juga akan berkurang 20% atau menjadi 1,6 cm.
Mari kita periksa perhitungan ulang dan tentukan kesalahannya. Kumparan asli memiliki induktansi:
Induktansi kumparan baru pada rangka dengan diameter yang diperbesar:
Kesalahan dalam penghitungan ulang adalah 0,32 μH, yaitu kurang dari 2,5%, yang cukup dapat diterima untuk penghitungan dalam praktik radio amatir.