Gulungan manual dan perhitungan induktansi kumparan "Universal. Kumparan induksi rumkorff buatan sendiri Apa yang membuat bingkai induktor

Bagaimana induktor dililit?

Induktor adalah salah satu rangkaian dalam rangkaian perangkat radio. Ini digunakan dalam pembuatan oven microwave, transformator untuk gardu otonom, peralatan penerima dan transmisi dan jenis peralatan listrik lainnya.

Prinsip operasi induktor

Ketika listrik diterapkan ke induktor, arus akan meningkat secara bertahap. Ketika energi berhenti mengalir, tegangan pada kumparan akan meningkat tajam, dan kemudian mulai melemah secara bertahap. Arus dalam suatu rangkaian tidak dapat berubah secara instan. Ini adalah dasar dari hukum pertama pergantian.

Induktor dengan inti magnetik berbeda: biasanya ini adalah ferit atau pelat besi atau inti berbentuk cincin, yang dianggap sebagai konduktor arus paling efisien. Kumparan dengan inti non-magnetik adalah desain yang berlubang di dalamnya, yaitu tanpa inti apa pun.

Bahan untuk membuat koil

1. Kabel berinsulasi tembaga dari beberapa bagian berbeda;
2. silinder plastik;
3. pelat baja kecil;
4. Mikrometer;
5. Penggaris;
6. Karton atau kaca organik;
7. Mesin khusus untuk menggulung kabel pada koil (jika tersedia, tetapi Anda dapat melakukannya tanpa itu).

Cara melilitkan induktor

Saat melilitkan induktor di rumah, jangan gunakan yang konvensional kawat tembaga, ambil hanya yang terisolasi, jika tidak seluruh proses akan kehilangan maknanya.

1. Tentukan tujuan koil.
   • Jika Anda membutuhkan koil frekuensi rendah, maka gunakan inti pelat baja untuk ini. Untuk perangkat frekuensi tinggi, Anda tidak memerlukan inti.
2. Gunakan kawat tembaga berinsulasi untuk belitan, lebih disukai dengan insulasi enamel (filter pita sempit menggunakan kawat untai - terdiri dari beberapa kabel yang dipilin menjadi satu).
3. Dengan menggunakan mikrometer, tentukan diameter kawat yang Anda perlukan untuk dililitkan pada koil.
   • Jika sebuah alat ini jika tidak, Anda dapat mengetahui ukuran yang diperlukan sebagai berikut: melilitkan beberapa puluh lilitan kawat pada pensil dan mengukur panjang lilitan dengan penggaris. Kemudian bagi angka yang dihasilkan dengan jumlah putaran yang Anda lakukan. Dengan cara ini Anda akan mendapatkan ukuran diameter yang Anda butuhkan.
4. Buat dasar untuk koil.
   • Ini dapat dilakukan dari karton, kaca organik, dilipat menjadi gulungan film.
5. Gulung kawat ke koil.

Tindakan ini dapat dilakukan secara manual atau pada mesin khusus. Hal ini diperlukan untuk melilitkan kawat sesuai dengan prinsip "coil to coil". Semakin banyak belokan yang Anda buat, semakin tinggi sifat induktif dalam koil.

Sekarang Anda tahu bagaimana induktor dililit, dan Anda dapat menggunakannya di rumah untuk memperbaiki atau membuat peralatan listrik Anda sendiri.

Induktor sebagai elemen elektronik cukup umum. Terkadang tidak dapat dipertukarkan, untuk menyetel banyak radio dan digunakan di banyak perangkat. Perlu dicatat bahwa untuk hal-hal eksklusif, terkadang tidak mungkin untuk mendapatkan kumparan eksklusif, oleh karena itu perlu untuk mengetahui tidak hanya desain kumparan induktor, dan rumus untuk perhitungannya, tetapi juga dapat membuat induktor pada Anda memiliki. Dalam artikel ini, setiap amatir radio pemula akan menemukan beberapa tips berguna untuk dirinya sendiri.

induktor:

Dengan desainnya, induktor sangat bervariasi, ketebalan kawat, jumlah belokan, metode belitan, keberadaan inti - semua ini mempengaruhi induktansi koil (Gambar 1.2).

Gambar No. 1 - Contoh induktor

Jika Anda membutuhkan induktansi kecil, Anda bahkan dapat membuatnya menjadi gambar datar #2. Misalnya, etsa langsung di papan tulis.

Gambar No. 2 - Contoh induktor datar

Cara mengisi induktor dengan lilin:

Dengan merakit sirkuit di mana ada sirkuit osilasi, mengatur penerima atau pemancar radio (apa pun) atau membuat sirkuit lain (berliku, misalnya, kumparan tegangan tinggi). Anda perlu menyesuaikan jarak antara putaran koil. Ketika Anda telah mengatur sirkuit Anda, untuk mengecualikan perubahan yang tidak diinginkan dalam parameter koil karena perpindahan mekanis belokan, Anda hanya perlu mengisi koil dengan lilin atau parafin biasa (jika koil tidak memanas) Gambar No.3

Gambar No. 3 - Contoh kumparan berisi lilin

Anda dapat mengisi gulungan dengan epoksi atau silikon - semuanya tergantung pada kondisi di mana induktor Anda harus bekerja. Dan apa yang ada di ujung jari Anda. Dalam kasus lilin (parafin), Anda cukup melelehkannya dan menunggu sampai dingin setelah menurunkan induktor ke dalamnya.

Untuk menciptakan medan magnet dan menghaluskan interferensi dan impuls di dalamnya, elemen penyimpanan khusus digunakan. Induktor dalam rangkaian AC dan DC digunakan untuk menyimpan sejumlah energi dan membatasi listrik.

Rancangan

Tujuan utama induktor GOST 20718-75 adalah akumulasi energi listrik dalam medan magnet untuk akustik, transformator, dll. Mereka digunakan untuk mengembangkan dan merancang berbagai rangkaian selektif dan perangkat listrik. Fungsionalitas, dimensi, dan area penggunaannya tergantung pada desain (bahan, jumlah belokan), keberadaan bingkai. Perangkat diproduksi di pabrik, tetapi Anda dapat membuatnya sendiri. Elemen buatan sendiri agak lebih rendah keandalannya daripada yang profesional, tetapi berkali-kali lebih murah.

Foto - skema

Bingkai induktor terbuat dari bahan dielektrik. Konduktor berinsulasi dililitkan di atasnya, yang dapat berupa inti tunggal atau terdampar. Tergantung pada jenis belitan, mereka adalah:

1. Spiral (pada cincin ferit);
2. Baut;
3. Sekrup spiral atau gabungan.

Fitur penting dari induktor untuk rangkaian listrik adalah bahwa itu dapat dililitkan baik dalam beberapa lapisan, dan nirovanno, yaitu, dengan potongan-potongan Jika konduktor tebal digunakan, maka elemen dapat dibungkus tanpa bingkai, jika tipis, maka hanya pada bingkai. Bingkai induktor ini tersedia dalam berbagai bagian: persegi, bulat, persegi panjang. Gulungan yang dihasilkan dapat dimasukkan ke dalam kasing khusus dari beberapa perangkat listrik atau digunakan dalam bentuk terbuka.

Foto - desain elemen buatan sendiri

Core digunakan untuk meningkatkan induktansi. Tergantung pada tujuan elemen, bahan batang yang digunakan bervariasi:

1. Dengan inti feromagnetik dan udara, mereka digunakan pada frekuensi arus tinggi;
2. Baja digunakan di lingkungan bertegangan rendah.

Berdasarkan prinsip operasi, ada beberapa jenis:

1. Kontur. Mereka terutama digunakan dalam teknik radio untuk membuat sirkuit osilasi papan, mereka bekerja sama dengan kapasitor. Koneksi menggunakan koneksi serial. dia versi modern kumparan Tesla kontur datar;
2. Variometer. Ini adalah kumparan merdu frekuensi tinggi, yang induktansinya dapat dikontrol, jika perlu, dengan bantuan perangkat tambahan. Mereka adalah sambungan dari dua kumparan yang terpisah, sementara yang satu dapat digerakkan dan yang lainnya tidak;
3. Twin dan trim tersedak. Karakteristik utama dari kumparan ini adalah resistansi DC yang rendah dan resistansi AC yang tinggi. Choke terbuat dari beberapa kumparan yang dihubungkan oleh gulungan satu sama lain. Mereka sering digunakan sebagai filter untuk berbagai perangkat radio, dipasang untuk mengontrol gangguan pada antena, dll .;
4. Transformator komunikasi. Mereka fitur desain adalah bahwa dua atau lebih kumparan dipasang pada satu batang. Mereka digunakan dalam transformator untuk menyediakan koneksi tertentu antara masing-masing komponen perangkat.

Penandaan induktor ditentukan oleh jumlah belokan dan warna kasing.

Foto - menandai

Prinsip operasi

Skema operasi induktor aktif didasarkan pada kenyataan bahwa setiap kumparan berliku individu berpotongan dengan garis medan magnet. Elemen listrik ini diperlukan untuk mengekstrak energi listrik dari sumber listrik dan mengubahnya untuk menyimpannya dalam bentuk medan listrik. Dengan demikian, jika arus rangkaian meningkat, maka medan magnet mengembang, tetapi jika berkurang, medan akan selalu menyusut. Parameter ini juga bergantung pada frekuensi dan tegangan, tetapi secara umum, aksinya tetap tidak berubah. Menyalakan elemen menghasilkan pergeseran fasa arus dan tegangan.

Foto - prinsip operasi

Selain itu, kumparan induktif (bingkai dan tanpa bingkai) memiliki sifat induksi sendiri, perhitungannya didasarkan pada data jaringan nominal. Dalam belitan multilayer dan single-layer, tegangan dibuat yang berlawanan dengan tegangan arus listrik. Ini disebut EMF, definisi gaya gerak listrik tergantung pada indikator induktansi. Itu dapat dihitung menggunakan hukum Ohm. Perlu dicatat bahwa terlepas dari tegangan listrik, resistansi pada induktor tidak berubah.

Foto - koneksi terminal individu elemen

Hubungan antara induktansi dan konsep (perubahan) EMF dapat ditemukan dengan rumus Dan jika laju perubahan energi listrik sama dengan dI/dt = 1 A/c, maka L = c .

Video: perhitungan induktor

perhitungan

Rumus - rumus rangkaian osilasi

Di mana L adalah elemen itu sendiri, yang mengumpulkan energi magnetik.

Pada saat yang sama, periode osilasi bebas dari rangkaian ini dihitung dengan:

Rumus - periode osilasi bebas

Di mana C adalah kapasitor, elemen rangkaian reaktif yang mengeluarkan energi listrik yang terakumulasi dari rangkaian tertentu. Nilai reaktansi induktif dalam rangkaian seperti itu dihitung dari X L \u003d U / I. Di sini X adalah kapasitansi. Saat menghitung resistor, parameter dasar elemen ini dimasukkan ke dalam contoh.

Induktansi solenoida ditentukan oleh rumus:

Rumus - induktansi kumparan solenoida

Selain itu, tingkat induktansi memiliki ketergantungan tertentu pada suhu di papan. Sambungan paralel dari beberapa bagian, perubahan kepadatan dan ukuran belitan belitan dan parameter lainnya mempengaruhi sifat dasar elemen ini.

Foto - ketergantungan suhu

Untuk mengetahui parameter induktor, Anda dapat menggunakan berbagai metode: mengukur dengan multimeter, menguji osiloskop, memeriksa secara terpisah dengan ammeter atau voltmeter. Opsi ini sangat nyaman karena mereka menggunakan kapasitor sebagai elemen reaktif, yang kerugian listriknya sangat kecil dan mungkin tidak diperhitungkan dalam perhitungan. Terkadang, untuk menyederhanakan tugas, program khusus perhitungan dan pengukuran parameter yang diperlukan. Ini sangat menyederhanakan pemilihan elemen yang diperlukan untuk sirkuit.

Anda dapat membeli induktor (SMD 150 H dan lainnya) dan kabel untuk melilitkannya di toko listrik mana pun, harganya bervariasi dari $ 2 hingga beberapa puluh.

Sergey Komarov, UA3ALW

Untuk melakukan lilitan "Universal", Anda memerlukan kawat lilitan berenamel dengan insulasi sutra atau lavsan jenis PELSHO, PESHO, LESHO, PELO, LELO. Insulasi berserat tambahan melakukan dua fungsi: mencegah kawat terlepas dari bingkai dan dari satu sama lain dengan putaran miring, dan memungkinkan impregnasi berikutnya dengan pernis polistiren, parafin atau ceresin untuk secara kaku memperbaiki pengaturan putaran koil multilayer, yang memastikan stabilitas tinggi dari induktansi.

Dengan beberapa keterampilan, penggulungan mudah dilakukan dengan tangan. Untuk melakukan ini, tandai bingkai itu sendiri, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, atau bungkus dengan kertas kabel dengan tanda yang diterapkan padanya. Di tempat belitan, dua garis melingkar digambar, jarak di antaranya akan menentukan lebar belitan. Selanjutnya, dua garis yang berlawanan secara diametral AB dan CD digambar. Jarak di antara mereka harus persis sama dengan setengah putaran. Jika direncanakan untuk melilitkan beberapa bagian atau kumparan yang digabungkan secara induktif pada rangka, maka penandaan dilakukan segera untuk semua belitan. Penandaan harus dilakukan dengan pewarna listrik non-konduktif (pensil sederhana tidak cocok, karena timahnya terbuat dari grafit).

Selanjutnya, dengan pita perekat di luar markup, kami memperbaiki kawat di awal belitan sehingga melewati titik A, dan dengan sedikit kencang, letakkan secara miring di sepanjang setengah lingkaran dari titik A ke titik D. Di titik D , kami menekuk kawat pada sudut tumpul dan, memegang sudut dengan ibu jari (ini bekerja sangat baik untuk anak perempuan dan istri muda), dengan sedikit gangguan, kami meletakkan kawat secara miring ke arah yang berlawanan ke titik A. Tiba di titik A, kami melewati kawat dari awal, menekannya dengan belokan baru, dan segera menekuknya di bawah sudut tumpul, tetapi sekarang ke arah yang berlawanan dan mulai meletakkan belokan kedua dekat dengan yang pertama, di sebelah kanannya. Pada saat yang sama, sekali lagi, dengan ibu jari, kami memegang sudut tikungan kawat dari gesernya ke pusat belitan. Dengan perolehan keterampilan, ini dapat dilakukan dengan kawat pada belokan berikutnya, pertama-tama tekuk sedikit ke dalam di luar(untuk mengencangkan sudut belokan sebelumnya) dan baru kemudian, menekan dengan kuku, pada sudut tumpul, ke dalam, dan berbaring sejajar dengan belokan sebelumnya.

Dalam proses penggulungan, dengan setiap tikungan kawat, perlu untuk mengencangkan sudut tikungan ke garis penandaan annular. Karena belitan belitan miring, dan belitan cenderung menyempit ketika kawat ditarik, belitan dilakukan dengan sedikit tegangan. Untuk mendapatkan bagian belitan yang rata, perlu untuk meletakkan semua sudut tikungan kawat tepat pada garis tanda cincin, dan membuat tikungan tajam, memegang kawat dengan ibu jari tangan kiri.

Sebelum Anda mulai menggulung kumparan Universal dengan kawat berliku tipis, Anda harus mempraktikkan belitan silang seperti itu, misalnya, pada kabel pemasangan MGShV-0,2, melilitkannya pada batang atau tabung bundar apa pun dengan diameter 15 ... 20 mm dan menandai lebar belitan 12…15 mm. Untuk melakukan ini, Anda perlu mengambil kabel 3,5 ... panjang 4 meter dan melilitkan bagian yang sempit, tinggi, dan rata persis sesuai dengan markup - semacam "pancake", menempatkan seluruh panjang kawat ke dalam belitan (Gbr. 2).

Setelah beberapa upaya, belitan akan mulai menjadi rata, dan keterampilan yang diperlukan akan muncul, seperti yang mereka katakan, "di ujung jari Anda". Sekarang Anda dapat mencoba memutar 150 putaran menjadi bagian dengan lebar 5 mm dengan PELSHO-0,25 ... kawat 0,3 pada bingkai dengan diameter 8 ... 10 mm. Untuk kawat yang lebih tipis, lebar belitan harus diambil secara proporsional lebih kecil. Tetapi Anda tidak boleh langsung terbawa oleh kabel tipis dan bagian yang sempit, tanpa masih memiliki keterampilan yang mapan. Berliku ini membutuhkan kesabaran, akurasi, perhatian, koordinasi gerakan jari yang baik, dan jika Anda terburu-buru, Anda dapat menemukan frustrasi alih-alih keterampilan. Jika bagian itu ternyata rata, rapi dan tepat sesuai dengan markup, Anda dapat mengasumsikan bahwa Anda telah belajar cara melilitkan gulungan dengan belitan Universal.

Pada frekuensi panjang gelombang panjang, di mana ada ratusan putaran untuk mencapai induktansi yang diinginkan, masuk akal untuk melilitkan belitan dengan pola ganda melintasi lebar belitan (cross-over) dan angin dua kali lebih lebar. (Gbr. 3).

Penandaan bingkai hampir sama seperti pada kasus pertama, tetapi di tengah belitan kami menggambar garis melingkar lainnya. Berliku dilakukan seperti ini. Kami memperbaiki kawat dengan pita perekat di awal belitan sehingga melewati titik A, dan dengan interferensi yang pas, letakkan kawat secara miring di sepanjang setengah lingkaran dari titik A ke tengah garis CD. Kemudian kami melanjutkan penggulungan sehingga satu putaran penuh kawat berakhir di titik B. Kami membengkokkan kawat pada sudut tumpul dan, memegang sudut dengan ibu jari, melanjutkan penggulungan ke tengah garis CD, tempat kami menyilangkan kawat belokan sebelumnya dan lanjutkan berliku lebih jauh. Kami menyelesaikan belokan kedua di titik A, di mana kami melintasi kawat dari awal belitan, segera menekuknya pada sudut tumpul dan meletakkan belokan ketiga dekat dan sejajar dengan yang pertama, di sebelah kanannya. Kemudian kami melanjutkan berliku, meletakkan kawat belokan baru sejajar dan di sebelah kanan yang sebelumnya, dan melintasi yang sebelumnya di titik A dan B. Di tengah garis CD, belokan akan berpotongan tanpa kekusutan, dan dengan bertambahnya jumlah belitan, titik setiap persimpangan baru akan bergeser ke arah belitan. Ketika perpindahan mencapai putaran penuh di sekitar karkas, penggulungan lebih lanjut akan dilanjutkan dengan lapisan kedua pada putaran yang sudah dililit dari lapisan pertama. Di sini, seperti dalam kasus pertama, perlu untuk terus-menerus mengencangkan sudut tekuk kawat ke garis samping penandaan cincin dan memperoleh keterampilan mempertahankan gaya tegangan kawat yang diperlukan sehingga koil menjadi padat dan sebagainya. agar tidak menyempit dari belokan ke belokan dan dari lapis ke lapis.

Untuk memperbaiki keluaran eksternal koil, 10 ... 15 putaran sebelum ujung belitan, benang jahit katun berlipat ganda, tebal No. 20, ditempatkan di belokan, seperti yang ditunjukkan pada gambar, dan belitannya dilanjutkan di atasnya.

Lokasi ulir pada lingkar belitan harus ditebak agar ujung belitan terakhir tepat di tempat dan dari tepi tempat lingkar ulir berada. Ujung kawat dipotong dengan margin panjang yang diinginkan dan dimasukkan ke dalam loop ulir. Setelah itu, tarik output, kencangkan loop di sisi sebaliknya dari belitan dan ikat kedua ujung benang menjadi dua simpul. Ketebalan simpul ganda akan mencegah benang melompat keluar ke sisi lain dari belitan di antara belokan yang menekannya. Memperbaiki output eksternal sederhana dan tahan lama.

Setelah berliku, diinginkan untuk menghamili lilitan kumparan dengan pilihan: pernis polistiren cair (larutan polistirena dalam aseton atau dikloroetana), parafin (dilebur dalam kaleng dengan dimensi lebih banyak koil bagian dari lilin penerangan rumah tangga, memanaskan stoples di atas besi solder dan mencelupkan gulungan luka ke dalam parafin cair) atau ceresin (teknologi yang sama). Kumparan tidak boleh diresapi dengan senyawa lain untuk menghindari kerusakan sifat frekuensi.

Jika gulungan seperti itu sering digunakan di lingkaran radio Anda atau oleh Anda secara pribadi, masuk akal untuk membuat mesin manual buatan sendiri untuk gulungan Kumparan universal, deskripsi dan gambarnya telah berulang kali diterbitkan di majalah Radio. Detil Deskripsi bekerja dengan mesin dan metode untuk menyetelnya untuk belitan tertentu juga diberikan dalam artikel.

Tidak mungkin membeli mesin seperti itu untuk siapa pun atau untuk setiap lingkaran radio. Tidak ada yang memproduksinya, dan yang diproduksi ditujukan untuk pabrik besar, dirancang untuk produksi massal dari jenis kumparan yang sama, memakan banyak ruang, terlalu fungsional, sangat sulit dioperasikan, biaya jumlah astronomis dan sama sekali tidak pantas dalam lingkaran radio, dan terlebih lagi, di laboratorium radio rumah.

Sekarang tentang induktansi kumparan yang dililit dengan "Universal". Mengetahui dimensi keseluruhan koil dan jumlah putaran, adalah mungkin untuk menghitung induktansi dengan akurasi yang sangat tinggi. Gambar 4 menunjukkan rumus perhitungan, rasio ukuran dan tabel implikasi praktis induktansi kumparan luka nyata.

Tabel ini dikompilasi sebagai berikut: 150 putaran belitan "Universal" dililitkan pada bingkai dengan diameter D1 yang ditentukan dengan kawat yang ditentukan; diameter luar belitan yang dihasilkan diukur dengan jangka sorong dan induktansinya dengan perangkat E12-1A. Kemudian, 10 putaran dilepas dan pengukuran diulang 11 kali hingga tersisa 50 putaran. Dan empat kali, dengan kabel yang berbeda, pada bingkai yang berbeda. Dengan demikian, empat kolom tabel dikompilasi.

Karena dengan induktansi 20 ... 40 H atau kurang, lebih baik menggunakan belitan satu lapis, dan hampir tidak masuk akal untuk memutar kurang dari 50 putaran menjadi koil dengan belitan "Universal", pengukuran dengan jumlah yang lebih kecil putaran tidak dilakukan. Namun, perhitungan induktansi kumparan dengan jumlah lilitan yang lebih kecil dapat dengan mudah dilakukan dengan menggunakan rumus di atas. Dengan lilitan yang hati-hati di sepanjang markup, perhitungan induktansi memberikan kecocokan yang baik (akurasi sekitar 1%) dengan hasil pengukuran.

Saat menghitung koil multi-bagian, perlu memperhitungkan induktansi timbal balik antara bagian. Dengan arah belitan yang sama, induktansi total dari dua bagian yang terletak berdekatan satu sama lain (satu bagian sebagian berada dalam medan magnet yang lain) ditentukan sebagai berikut:

L jumlah =L1+L2 + 2M

Jika ada tiga bagian dalam kondisi yang sama, maka: L jumlah =L1+L2+L 3 + 2M 1-2+2M2-3+2M 1-3; di mana:

M 1-2- Saling induksi antara bagian pertama dan kedua;

M 2-3- Induksi bersama antara bagian kedua dan ketiga;

M 1-3- Saling induksi antara bagian pertama dan ketiga.

Jika bagian-bagian tersebut disusun berjajar, satu demi satu, pada jarak yang sama, maka M 1-2 =M 2-3. Saling induksi melalui bagian, - M 1-3 akan sangat kecil karena jarak yang besar antara bagian dan sifat kuadrat dari penurunan kekuatan medan magnet tergantung pada jarak di antara mereka. Saat menghitung induktansi kumparan multi-bagian dengan akurasi praktis, induktansi timbal balik antara bagian yang terletak pada jarak yang lebih besar dari diameter luarnya dapat diabaikan dengan aman. Induktansi timbal balik dari kumparan yang berjarak lebih besar dari diameternya harus diperhitungkan hanya dalam kasus-kasus ketika komunikasi antara sirkuit dilakukan melaluinya.

Oleh karena itu untuk mendapatkan induktansi maksimum dari koil multi-bagian, bagian-bagian tersebut harus ditempatkan sedekat mungkin satu sama lain, kemudian, dengan jumlah lilitan dan resistansi aktif kawat yang sama, induktansi total akan menjadi lebih besar karena induktansi timbal balik. Namun, bagian tidak boleh ditempatkan pada jarak yang lebih dekat dari 2 mm, karena ketika melilitkan bagian berikutnya dekat dengan yang sebelumnya, sangat sulit untuk meletakkan belokan dan menekuk kawat secara akurat.

Perbandingan optimal bentuk kumparan untuk mendapatkan tahanan aktif minimum pada induktansi maksimum adalah ketika lebar penampang sama dengan tebal belitan, dan diameter belitan rata-rata 2,5 kali lebar penampang. Perlu dicatat bahwa pada frekuensi tinggi, optimal untuk resistansi aktif minimum tidak sesuai dengan optimal untuk mendapatkan faktor kualitas maksimum, dan untuk ukuran koil yang dapat diterima untuk desain kompak, ada kecenderungan untuk meningkatkan faktor kualitas dengan peningkatan dalam diameter rata-rata, dengan tetap mempertahankan lebar dan ketebalan belitan yang sama.

Misalnya, mari kita hitung induktansi dari choke lima bagian dengan belitan "Universal" dengan lebar bagian 5 mm, jarak antara bagian 2,5 mm, berisi 100 putaran PELSHO - 0,25 kawat di setiap bagian, dililitkan pada resistor VS-2W dengan R 1MΩ.

Karena permukaan resistor licin, kami membungkusnya dengan dua lapis kertas kabel lebar 37 mm, panjang 55 mm dan menandai bagian belitan di atasnya. Pada saat yang sama D 1 = 8.5mm Untuk kawat PELSHO-0,25, diameter insulasi adalah 0,35 mm, faktor kelonggaran belitan k n= 1,09 (nilai eksperimen; dapat dihitung dari tabel pada Gambar 5).

Dimensi berliku: C =n (k nd) 2 /aku = 100 x (1,09 x 0,35) 2 / 5 = 2,9 mm. D2=D1+2C= 8,5 + 2 x 2,9 = 14,3 mm. D = (D2+D1) / 2= (14,3 + 8,5) / 2 = 11,4 mm; aku= 5 mm = 0,5 cm;

Induktansi satu bagian (Gbr. 4) :

L 1 \u003d 0,0025n 2D2 / (3H+9aku + 10 c)= 0,0025 100 2 11,4 2 / (3x11.4 + 9x5 + 10x2.9) = 94,3 g.

Menariknya, mengukur induktansi dari lilitan kumparan menurut dimensi yang ditunjukkan memberikan hasil 95 H (Gbr. 5). Mengingat ketidakakuratan dalam belitan manual, ini adalah kecocokan yang sangat baik.

Untuk menentukan induktansi timbal balik antara bagian, kami menghitung rasio (Gbr. 6):

r 2 / r 1 = ([(1 - a /A) 2 + B 2 /A 2 ] / [(1 + a/A) 2 + B 2 /A 2 ]) untuk lima pasang poin.

Jari-jari bagian rata-rata: a = (8,5 + 14,3) / 4 = 5,7 mm;

Untuk poin 0-1: A = a = 5,7 mm; B = 7,5 mm.

r 2 /r 1 = √{(7,5 2 / 5,7 2 ) / [(1 + 1) 2 + 7,5 2 / 5,7 2 ]} = √(1,7313/5,7313) = 0,5496;

Apa yang Anda bayangkan di bawah kata "kumparan"? Yah ... ini mungkin semacam "figovinka" di mana benang, tali pancing, tali, apa pun! Induktornya persis sama, tetapi alih-alih benang, tali pancing, atau yang lainnya, kumparan biasa dililit di sana. kawat tembaga dalam isolasi.

Insulasi dapat dibuat dari pernis bening, insulasi PVC dan bahkan kain. Di sini chip sedemikian rupa sehingga meskipun kabel di induktor sangat erat satu sama lain, mereka tetap terisolasi satu sama lain. Jika Anda memutar induktor dengan tangan Anda sendiri, jangan coba-coba mengambil kawat tembaga biasa!

Induktansi

Setiap induktor memiliki induktansi. Induktansi kumparan diukur dalam Henry(GN), dilambangkan dengan huruf L dan diukur dengan LC meter.

Apa itu induktansi? Jika arus listrik dilewatkan melalui kawat, itu akan menciptakan medan magnet di sekitarnya:

di mana

B – medan magnet, Wb

SAYA-

Dan mari kita ambil dan gulung kawat ini menjadi spiral dan berikan tegangan ke ujungnya

Dan kita mendapatkan gambar ini dengan garis medan magnet:

Secara kasar, semakin banyak garis medan magnet melintasi area solenoida ini, dalam kasus kami luas silinder, semakin besar fluks magnetnya. (F). Karena arus listrik mengalir melalui kumparan, itu berarti arus melewatinya dengan kekuatan arus (SAYA) dan koefisien antara fluks magnet dan kekuatan arus disebut induktansi dan dihitung dengan rumus:

Dari sudut pandang ilmiah, induktansi adalah kemampuan untuk mengekstrak energi dari sumber arus listrik dan menyimpannya dalam bentuk medan magnet. Jika arus pada kumparan bertambah, medan magnet di sekitar kumparan membesar, dan jika arus berkurang, maka medan magnet berkontraksi.

induksi diri

Induktor juga memiliki properti yang sangat menarik. Ketika tegangan konstan diterapkan ke koil, tegangan yang berlawanan muncul di koil untuk waktu yang singkat.

Tegangan berlawanan ini disebut EMF dari induksi diri. Hal ini tergantung pada nilai induktansi kumparan. Oleh karena itu, pada saat tegangan diterapkan pada kumparan, kekuatan arus dengan lancar mengubah nilainya dari 0 ke nilai tertentu dalam sepersekian detik, karena tegangan, pada saat arus listrik diterapkan, juga berubah nilainya dari nol sampai nilai tetap. Menurut Hukum Ohm:

di mana

Saya- arus dalam kumparan, A

kamu– tegangan pada kumparan, V

R– tahanan kumparan, Ohm

Seperti yang dapat kita lihat dari rumus, tegangan berubah dari nol menjadi tegangan yang disuplai ke kumparan, oleh karena itu arus juga akan berubah dari nol ke beberapa nilai. Resistansi kumparan untuk DC juga konstan.

Dan fenomena kedua pada induktor adalah jika kita membuka rangkaian induktor - sumber arus, maka EMF induksi diri kita akan ditambahkan ke tegangan yang sudah kita terapkan pada kumparan.

Artinya, segera setelah kita memutus sirkuit, tegangan pada koil pada saat ini bisa berkali-kali lebih besar daripada sebelum sirkuit dibuka, dan arus di sirkuit koil akan turun dengan tenang, karena EMF induksi sendiri akan mempertahankan penurunan tegangan.

Mari kita menarik kesimpulan pertama tentang pengoperasian induktor ketika arus searah diterapkan padanya. Ketika arus listrik diterapkan pada kumparan, kekuatan arus akan meningkat secara bertahap, dan ketika arus listrik dihilangkan dari kumparan, kekuatan arus akan berkurang dengan lancar menjadi nol. Singkatnya, arus dalam kumparan tidak dapat berubah secara instan.

Jenis induktor:

Induktor dibagi menjadi dua kelas: dengan inti magnetik dan non-magnetik. Di bawah di foto adalah koil dengan inti non-magnetik.

Tapi dimana hatinya? Udara adalah inti non-magnetik :-). Gulungan semacam itu juga dapat dililitkan pada semacam tabung kertas silinder. Induktansi inti non-magnetik digunakan ketika induktansi tidak melebihi 5 mH.

Dan inilah induktor inti:

Sebagian besar menggunakan inti yang terbuat dari ferit dan pelat besi. Inti meningkatkan induktansi kumparan di kali. Inti dalam bentuk cincin (toroidal) memungkinkan Anda mendapatkan lebih banyak induktansi daripada hanya inti dari silinder.

Inti ferit digunakan untuk kumparan dengan induktansi sedang:

Kumparan dengan induktansi besar dibuat seperti transformator inti besi, tetapi dengan satu belitan, tidak seperti transformator.

tersedak

Ada juga jenis induktor khusus. Inilah yang disebut. Choke adalah induktor yang tugasnya menciptakan resistansi tinggi terhadap arus AC dalam suatu rangkaian untuk menekan arus frekuensi tinggi.

Arus DC mengalir melalui induktor tanpa masalah. Mengapa ini terjadi, Anda dapat membaca di artikel ini. Biasanya, tersedak termasuk dalam sirkuit daya perangkat penguat. Choke dirancang untuk melindungi catu daya dari sinyal frekuensi tinggi (sinyal RF) yang masuk. pada frekuensi rendah(LF) Mereka digunakan dalam rangkaian daya dan biasanya memiliki inti logam atau ferit. Di bawah ini di foto adalah power choke:

Ada juga jenis choke khusus lainnya - ini. Ini terdiri dari dua induktor kontra-luka. Karena counter winding dan induksi timbal balik itu lebih efisien. Choke ganda banyak digunakan sebagai filter input untuk catu daya, serta dalam teknologi audio.

Percobaan dengan kumparan

Pada faktor apa induktansi kumparan bergantung? Mari kita lakukan beberapa eksperimen. Saya melilitkan koil dengan inti non-magnetik. Induktansinya sangat kecil sehingga LC-meter menunjukkan nol kepada saya.

Memiliki inti ferit

Saya mulai memasukkan koil ke inti hingga ke tepi

LC meter membaca 21 microhenries.

Saya memasukkan koil ke tengah ferit

35 mikrohenry. Sudah lebih baik.

Saya terus memasukkan koil di tepi kanan ferit

20 mikrohenry. Kami menyimpulkan induktansi terbesar pada ferit silinder terjadi di tengahnya. Oleh karena itu, jika Anda memutar silinder, cobalah melilitkannya di tengah ferit. Properti ini digunakan untuk mengubah induktansi dalam induktor variabel dengan lancar:

di mana

1 adalah bingkai koil

2 adalah putaran kumparan

3 - inti dengan alur di atas untuk obeng kecil. Dengan memasang atau membuka inti, dengan demikian kami mengubah induktansi koil.

Induktansi telah menjadi hampir 50 microhenries!

Dan mari kita coba luruskan belokan di sekitar ferit

13 mikrohenri. Kami menyimpulkan: untuk induktansi maksimum, koil harus dililitkan "putar ke belokan".

Kurangi putaran kumparan hingga setengahnya. Ada 24 putaran, menjadi 12.

induktansi yang sangat kecil. Saya mengurangi jumlah putaran sebanyak 2 kali, induktansi berkurang 10 kali. Kesimpulan: semakin kecil jumlah lilitan, semakin rendah induktansi dan sebaliknya. Induktansi tidak berubah dalam garis lurus ke belokan.

Mari bereksperimen dengan cincin ferit.

Kami mengukur induktansi

15 mikrohenri

Pisahkan lilitan kumparan satu sama lain

Kami mengukur lagi

Hmm, juga 15 microhenry. Kami menyimpulkan: jarak belok ke belokan tidak berperan dalam induktor toroidal.

Kami memutar lebih banyak belokan. Ada 3 putaran, menjadi 9.

Kami mengukur

Wow! Saya meningkatkan jumlah putaran sebanyak 3 kali, dan induktansi meningkat 12 kali! Kesimpulan: induktansi tidak berubah dalam garis lurus antara belokan.

Jika Anda percaya rumus untuk menghitung induktansi, induktansi tergantung pada "putaran kuadrat". Saya tidak akan memposting formula ini di sini, karena saya tidak melihat kebutuhannya. Saya hanya bisa mengatakan bahwa induktansi juga tergantung pada parameter seperti inti (dari bahan apa itu terbuat), luas penampang inti, dan panjang koil.

Penunjukan pada diagram

Koneksi kumparan seri dan paralel

Pada koneksi seri induktor, induktansi totalnya akan sama dengan jumlah induktansinya.

Dan kapan koneksi paralel kita mendapatkan seperti ini:

Saat menghubungkan induktansi, aturannya adalah mereka ditempatkan terpisah di papan tulis. Ini disebabkan oleh fakta bahwa jika mereka dekat satu sama lain, medan magnetnya akan saling mempengaruhi, dan oleh karena itu pembacaan induktansi akan salah. Jangan meletakkan dua atau lebih kumparan toroidal pada satu poros besi. Ini dapat menyebabkan pembacaan induktansi total yang salah.

Ringkasan

Induktor memegang peranan yang sangat penting dalam elektronika khususnya pada peralatan transceiver. Berbagai peralatan radio elektronik juga dibangun di atas induktor, dan dalam teknik elektro juga digunakan sebagai pembatas lonjakan arus.

Orang-orang dari Besi Solder membuat video yang sangat bagus tentang induktor. Saya menyarankan Anda untuk melihat: