Индуктор это в электротехнике

Что вы себе представляете под словом «катушка» ? Ну… это, наверное, какая-нибудь «фиговинка», на которой намотаны нитки, леска, веревка, да что угодно! Катушка индуктивности представляет из себя точь-в-точь то же самое, но вместо нитки, лески или чего-нибудь еще там намотана обыкновенная медная проволока в изоляции.

Изоляция может быть из бесцветного лака, из ПВХ-изоляции и даже из матерчатой. Тут фишка такая, что хоть и провода в катушке индуктивности очень плотно прилегают к друг другу, они все равно изолированы друг от друга. Если будете мотать катушки индуктивности своими руками, ни в коем случае не вздумайте брать обычный медный голый провод!

Индуктивность

Любая катушка индуктивности обладает индуктивностью. Индуктивность катушки измеряется в Генри (Гн), обозначается буковкой L и замеряется с помощью LC — метра.

Что такое индуктивность? Если через провод пропустить электрический ток, то он вокруг себя создаст магнитное поле:

12 недорогих наборов электроники для самостоятельной сборки и пайки

Моя личная подборка конструкторов с Aliexpress «сделай сам» для пайки от простых за 153 до 2500 рублей. Дочке 5 лет — надо приучать к паяльнику))) — пусть пока хотя-бы смотрит — переходи посмотреть, один светодиодный куб чего только стоит

В — магнитное поле, Вб

А давайте возьмем и намотаем в спиральку этот провод и подадим на его концы напряжение

И у нас получится вот такая картина с магнитными силовыми линиями:

Грубо говоря, чем больше линий магнитного поля пересекут площадь этого соленоида, в нашем случае площадь цилиндра, тем больше будет магнитный поток (Ф). Так как через катушку течет электрический ток, значит, через нее проходит ток с Силой тока (I), а коэффициент между магнитным потоком и силой тока называется индуктивностью и вычисляется по формуле:

С научной же точки зрения, индуктивность — это способность извлекать энергию из источника электрического тока и сохранять ее в виде магнитного поля. Если ток в катушке увеличивается, магнитное поле вокруг катушки расширяется, а если ток уменьшается , то магнитное поле сжимается.

Применение индукторов

Индукторы нашли широкое применение в радио- и электротехнике. Их используют в источниках питания, фильтрах, генераторах и преобразователях. Благодаря индукторам можно накапливать энергию магнитного поля и затем отдавать ее в нагрузку. Это позволяет выпрямлять переменный ток, стабилизировать напряжение, осуществлять бесконтактную передачу энергии.

Галилео. Эксперимент. Электромагнитная индукция

Одно из важных применений индукторов — это индукционный нагрев металлов. При помещении металлической заготовки в переменное магнитное поле в ней наводятся вихревые токи, которые выделяют тепло. Это позволяет нагревать металл до высоких температур без контакта с нагревательным элементом.

Индукторы широко используются в датчиках — индуктивных, трансформаторных, вихретоковых. С их помощью можно измерять перемещение, скорость, температуру, давление, расход и многое другое.

Устройство индуктора

Устройство индуктора довольно простое. Это катушка из медного или алюминиевого провода на ферромагнитном сердечнике. Для увеличения индуктивности провод многократно наматывают на сердечник в виде спирали или соленоида. Иногда используют многослойные катушки.

В качестве сердечника часто применяют феррит или пермаллой — материалы с высокой магнитной проницаемостью. Иногда используют специально обработанное железо. Сердечник позволяет усилить магнитное поле и сконцентрировать его внутри катушки.

Для увеличения добротности индуктор помещают в замкнутый магнитопровод, выполненный из феррита или пермаллоя. Это уменьшает потери магнитного поля и повышает эффективность индуктора.

Что такое индуктор? | Производитель дросселей для линий питания с общим режимом | Coilmaster Electronics

Индуктор, также называемый катушкой, дросселем или реактором, является пассивным компонентом с двумя двухконтактными выводами, предназначенным для сопротивления изменениям тока.Coilmaster Electronics — это тайваньский производитель высокотоковых индуктивностей, индуктивностей высокого тока, LAN-трансформаторов, литых дросселей питания, дросселей общего режима, трансформаторов высокой частоты, RJ45 с магнитными элементами, многослойных чип-индуктивностей, автомобильных индуктивностей высокого класса, автомобильных дросселей общего режима с 1995 года. Coilmaster — профессиональный производитель индукторов, дросселей общего режима и трансформаторов. Наша миссия — «Создание высокопроизводительных индуктивностей, снижение потерь энергии и вклад в устойчивое развитие». Для достижения этой цели наша команда инженеров стремится разработать индуктивность с более высокой эффективностью. С более чем 20-летним опытом в области магнитных материалов, Coilmaster Electronics специализируется на производстве SMD-индуктивностей мощности, дросселей общего режима и высокочастотных трансформаторов.

• Главная страница
• Компания

• О нас
• История компании
• Контроль качества в производстве
• Качество / Надежность
• Политика в отношении окружающей среды
• Privacy Policy

• Силовой индуктор

• SMD магнитоэкранированный силовой индуктор
• СМД полуэкранированный силовой индуктор
• SMD неэкранированные силовые индуктивности (SMD проволочные индуктивности)
• Экранированный силовой индуктивный элемент с двумя обмотками
• Индуктивности высокого тока
• Индуктор силового отверстия
• Немагнитный силовой индуктор
• Миниатюрный силовой индуктор с проводником (ферритовый)

• SMD дроссель общего режима для линии питания / сигнальной линии
• Дроссель общего режима с отверстием

• Керамические тонкопленочные чип-индукторы
• Ферритовые многослойные чип-бусины
• Многослойные керамические чип-индукторы
• Многослойные ферритовые чип-индуктивности

• Зажимной кольцевой сердечник для подавления помех РЧИ и ЭМП шума
• Ферритовые бусины высокого тока SMD / THT для фильтра EMI

• Трансформатор для измерения тока SMD
• Трансформатор преобразователя обратного хода DC/DC
• POE поверхностный монтажный высокочастотный / телекоммуникационный трансформатор
• Трансформатор SMD CCFL

• 1 X 1 Интегрированные гнезда RJ45
• 1 X N Разъемы RJ45 с магнитами
• Разъем 2 X N RJ45 с интегрированными магнитами
• Интегрированные разъемы USB + RJ45
• RJ45 Магниты для решений PoE

• Индуктивности мощности для автомобильного применения
• Индуктор для светодиодного освещения
• Индуктивность для планшета помогает обеспечить стабильную работу
• Индукторы для 5G обеспечивают эффективную работу
• Индуктивности для смарт-счетчиков

• Фильтр линии общего режима SMD, прямая замена для деталей Würth
• Ферритовый RF проволочный индуктор мощности для TWS (True Wireless Stereo) / Bluetooth модулей
• Фильтры общего режима высокого тока типа SMD (автомобильного класса)

• Что такое индуктор?
• В чем разница между каждым материалом сердечника индуктора?
• Полезный термин для индуктора
• Каков предел срока хранения индукторов от Coilmaster?
• Какой метод хранения используется для наших индукторов?
• Катушка индуктивности отключена, в чем причина?
• Что такое рабочий диапазон температур?
• Что может произойти, если индуктивность используется за пределами рабочего диапазона температур?
• Что такое индуктивность дросселя? Можно ли ее использовать для источника питания?
• Что такое магнитный экран? Если нет магнитного экрана, что происходит с керамикой?
• Для индуктивностей без магнитного экрана, пожалуйста, подтвердите, влияет ли внешнее магнитное поле особенно на характеристики индуктивности или имеет ли магнитное поле компонента какие-либо внешние воздействия.
• Каковы принципы проектирования и особенности высокочастотных трансформаторов?
• Какие потери в продукции индукторов?
• Какие общие типы поверхностно-монтажных индукторов существуют?
• В чем разница между электромагнитной совместимостью (EMC) и электромагнитными помехами (EMI)?
• Что такое общий режим шума?
• Как выбрать силовые индуктивности в схемах повышающего и понижающего преобразователей?
• Какие факторы следует учитывать при использовании силовых индуктивностей с учетом тепловых условий?
• Как влияют силовые индукторы на эффективность преобразователя постоянного тока-постоянного тока?
• Какие ключевые факторы необходимо учесть, чтобы обеспечить хорошую работу индуктора в приложении?

Индуктор-определение, символ, классификация, функция

Индуктор — это компонент схемы, который сопротивляется изменениям тока путем генерации электродвижного силы из -за изменений тока, проходящего через него.

Структура индуктора аналогична структуре трансформатора, но у нее есть только одна обмотка.Как правило, он состоит из скелета, обмотки, щита, упаковочных материалов, магнитного ядра или железного ядра.

Если индуктор находится в состоянии, где через него не протекает ток, он попытается блокировать поток тока через него при включении схемы;Если индуктор находится в состоянии, где ток протекает через него, он попытается сохранить поток тока при выключении схемы.

Определение индуктивности

Индуктивность — это отношение магнитного потока в проводе, когда ток переменного тока протекает через него к току, который дает этот магнитный поток.

Когда ток постоянного тока проходит через индуктор, вокруг него появляются только фиксированные линии магнитного поля;Однако, когда ток переменного тока проходит через катушку, вокруг нее появляются линии магнитного поля.

Согласно закону Фарадея электромагнитной индукции — анализ генерации магнитной электроэнергии — изменяющиеся линии магнитного поля создают индуцированный электрический потенциал на обоих концах катушки.Этот индуцированный потенциал эквивалентен «новому источнику питания».

Когда образуется закрытый цикл, этот индуцированный потенциал создает индуцированный ток.Из закона Ленца мы знаем, что общее количество линий магнитного поля, генерируемого индуцированным током, должно попытаться предотвратить изменение исходных линий магнитного поля.

Поскольку изменения в линиях магнитного поля изначально вызваны изменениями внешнего источника питания переменного тока, с объективной точки зрения, индуктор обладает характеристикой предотвращения изменений в токе в схеме переменного тока.

Индуктор обладает характеристиками, аналогичными инерции в механике, которая называется «самоуправлением» в электричестве.Обычно искры генерируются в тот момент, когда нож включен или выключен.Это связано с высоким индуцированным потенциалом, созданным явлением самоиндукции.

Танец электромагнитных сил в катушке индуктора раскрывает очаровательное взаимодействие, когда охватывают переменный ток (AC) власти.В качестве приливы и потоков, как и магнитные линии в катушке, придумывая неумолимое электромагнитную индукцию.Эта индуцированная электродвижущая сила, рожденная от собственного тока катушки V ariat, известна как «самоиндуцированная электродвижущая сила».

Вглядываясь в сущность индуктивности, мы находим, что это черта, привязанная не к мимолетным течениям, а к самому существованию катушки: ее поворотам, его ростом, ее формы и среды, которую она охватывает.Он является свидетельством инерционного сопротивления катушки к изменениям — индуктивности, суверенной и безразличной к прихоти внешнего тока.В театре дирижеров индуктивность становится зрелищем, когда симфония AC побуждает динамический магнитный поток.Этот поток, лояльное отражение тока, масштабируется с ним в гармоничной пропорциональности.Сравните это с стойкой магнитной таблицей, представленной постоянным током, неизменным с течением времени.И все же ввести AC, и разворачивается яркий, во времени магнитный ландшафт.

Электрическая индуктивность

Индуктивностью называется свойство проводника препятствовать изменениям проходящего через него тока. Индуктивность измеряется в генри(Гн).

Индуктивностью в 1 Гн обладает электрическая цепь, в которой возникает ЭДС самоиндукции в 1 Вольт при равномерном изменении тока в этой цепи, со скоростью 1 Ампер в секунду.

Сопротивление, которое преобразует электрическую энергию в тепловую, называется активным сопротивлением. Активным сопротивлением индуктивности является электрическое сопротивление провода её обмотки при прохождении через неё постоянного тока. При этом на обмотке выделяется тепловая мощность.

Реактивным сопротивлением индуктивности является сопротивление, оказываемое катушкой при прохождении через нее переменного тока. Добротностью называется отношение реактивного сопротивления индуктивности к её активному сопротивлению.

Индуктивности находят широкое применение в РЭА в составе колебательных контуров и различных фильтрах.

Индуктивности различных типов в нашем каталоге

• Магазины и оптовые отделы
• Видео
• Новости
• Каталог производителей
• Каталоги автозапчастей
• Акции и спецпредложения
• Калькуляторы
• Обратная связь

Устройство и принцип работы катушки индуктивности.

Как уже понятно из названия элемента — катушка индуктивности, в первую очередь, представляет из себя не что иное, как катушку. То есть некоторое количество витков изолированного проводника. Причем наличие изоляции является важнейшим условием — витки катушки не должны замыкаться друг с другом. Чаще всего витки наматываются на цилиндрический или тороидальный каркас:

Важнейшей характеристикой катушки индуктивности является, естественно, индуктивность. По определению индуктивность — это способность преобразовывать энергию электрического поля в энергию магнитного поля. Это свойство катушки связано с тем, что при протекании по проводнику тока вокруг него возникает магнитное поле:

А вот как выглядит магнитное поле, возникающее при прохождении тока через катушку:

В общем то, строго говоря, любой элемент в электрической цепи имеет индуктивность, даже обычный кусок провода. Но дело в том, что величина такой индуктивности является очень незначительной, в отличие от индуктивности катушек. Собственно, для того, чтобы охарактеризовать эту величину используется единица измерения Генри (Гн). 1 Генри — это довольно большая величина, поэтому чаще всего используются мкГн (микрогенри) и мГн (миллигенри). Величину индуктивности можно рассчитать по следующей формуле:

L = frac <mu_0thinspace mu S N^2>

• mu_0 — магнитная проницаемость вакуума. Это константа и равна она: mu_0 = 4 pi cdot 10^medspacefrac
• mu — магнитная проницаемость магнитного материала сердечника. Пара слов о том, что это за сердечник и для чего он нужен. Дело все в том, что если катушку намотать не просто на каркас (внутри которого воздух), а на магнитный сердечник, то индуктивность возрастет многократно. Посудите сами — магнитная проницаемость воздуха равна 1, а для никеля она может достигать величины 1100. Вот мы и получаем увеличение индуктивности более чем в 1000 раз
• S — площадь поперечного сечения катушки
• N — количество витков
• l — длина катушки

Из формулы следует, что при увеличении числа витков или, к примеру, диаметра (а соответственно и площади поперечного сечения), индуктивность будет увеличиваться. А при увеличении длины — уменьшаться. Таким образом, витки на катушке стоит располагать как можно ближе друг к другу, поскольку это приведет к уменьшению длины.

С устройством катушки индуктивности разобрались, пришло время рассмотреть физические процессы, которые протекают в этом элементе при прохождении электрического тока. Для этого мы рассмотрим две схемы — в одной будем пропускать через катушку постоянный ток, а в другой -переменный.

Катушка индуктивности в цепи постоянного тока.

И, в первую очередь, разберемся, что происходит в самой катушке при протекании тока. Если ток не изменяет своей величины, то катушка не оказывает на него никакого влияния. Значит ли это, что в случае постоянного тока использование катушек индуктивности и рассматривать не стоит? Однозначно нет. Ведь постоянный ток можно «включать/выключать», и как раз в моменты переключения и происходят все ключевые процессы. Давайте рассмотрим цепь:

Резистор выполняет в данном случае роль нагрузки, на его месте могла бы быть, к примеру, лампа. Помимо резистора и индуктивности в цепь включены источник постоянного тока и переключатель, с помощью которого мы будем замыкать и размыкать цепь. Что же произойдет в тот момент когда мы замкнем выключатель?

Ток через катушку начнет изменяться, поскольку в предыдущий момент времени он был равен 0. Изменение тока приведет к изменению магнитного потока внутри катушки, что, в свою очередь, вызовет возникновение ЭДС (электродвижущей силы) самоиндукции, которую можно выразить следующим образом:

varepsilon_s = -frac

Возникновение ЭДС приведет к появлению индукционного тока в катушке, который будет протекать в направлении, противоположном направлению тока источника питания. Таким образом, ЭДС самоиндукции будет препятствовать протеканию тока через катушку (индукционный ток будет компенсировать ток цепи из-за того, что их направления противоположны). А это значит, что в начальный момент времени (непосредственно после замыкания выключателя) ток через катушку I_L будет равен 0. В этот момент времени ЭДС самоиндукции максимальна.

А далее произойдет следующее — поскольку величина ЭДС прямо пропорциональна скорости изменения тока, то она будет постепенно ослабевать, а ток, соответственно, наоборот, будет возрастать. Давайте посмотрим на графики, иллюстрирующие то, что мы обсудили:

На первом графике мы видим входное напряжение цепи — изначально цепь разомкнута, но при замыкании переключателя появляется постоянное значение. На втором графике мы видим изменение величины тока через катушку индуктивности. Непосредственно после замыкания ключа ток отсутствует из-за возникновения ЭДС самоиндукции, а затем начинает плавно возрастать.

Напряжение на катушке наоборот в начальный момент времени максимально, а затем уменьшается. График напряжения на нагрузке будет по форме (но не по величине) совпадать с графиком тока через катушку (поскольку при последовательном соединении ток, протекающий через разные элементы цепи одинаковый).

Аналогичный переходный процесс в цепи будет наблюдаться и при размыкании ключа. В катушке индуктивности возникнет ЭДС самоиндукции, но индукционный ток в случае размыкания будет направлен в том же самом направлении, что и ток в цепи, а не в противоположном, поэтому запасенная энергия катушки индуктивности пойдет на поддержание тока в цепи:

После размыкания ключа возникает ЭДС самоиндукции, которая препятствует уменьшению тока через катушку, поэтому ток достигает нулевого значения не сразу, а по истечении некоторого времени. Напряжение же в катушке по форме идентично случаю замыкания переключателя, но противоположно по знаку. Это связано с тем, что изменение тока, а соответственно и ЭДС самоиндукции, в первом и втором случаях противоположны по знаку (в первом случае ток возрастает, а во втором убывает).

Кстати, я упомянул, что величина ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна скорости изменения силы тока, так вот, коэффициентом пропорциональности является как раз индуктивность катушки:

varepsilon_s = -Lmedspacefrac

На этом мы заканчиваем с катушками индуктивности в цепях постоянного тока и переходим к цепям переменного тока.

Важный (!) нюанс заключается в том, что напряжение на катушке при описанных переходных процессах может достигнуть весьма значительных величин. Это, в свою очередь, легко может привести к выходу из строя тех или иных компонентов, входящих в состав цепи. Например, при управлении индуктивной нагрузкой при помощи ключа на транзисторе явление возникновения ЭДС самоиндукции с впечатляющей вероятностью приведет к выходу транзистора из строя. Для защиты от этого параллельно индуктивной нагрузке ставят защитный диод, но сегодня речь не об этом, поэтому для данного аспекта я опубликую отдельный материал с рассмотрением основных нюансов.

Накопление энергии в цепи постоянного тока

Когда постоянное напряжение подключено к индуктору, ток проходит через него. Поскольку этот ток увеличивается при включении, вокруг катушек проволоки создается возрастающее магнитное поле. Таким образом, электрическая энергия, используемая для создания магнитного поля, хранится в виде магнитной энергии. Кроме того, когда энергия в магнитном поле изменяется, это индуцирует напряжение в тех же самых катушках, которые создают магнитное поле.

Однако индуцированное напряжение, называемое «электромагнитной силой самоиндукции», будет иметь полярность, противоположную приложенному напряжению, которое создает магнитное поле; поэтому эту ЭДС индукции также обычно называют «обратной ЭДС», и ее эффект заключается в замедлении быстрого изменения тока, которое происходит при включении.

По мере того, как ток через индуктор нарастает, скорость изменения тока уменьшается из-за обратной ЭДС, а также уменьшается обратная ЭДС из-за уменьшения скорости изменения тока. Электрическая энергия, подаваемая на индуктор, теперь преобразуется в магнитную энергию и хранится в магнитном поле, созданном вокруг индуктора.

Читать также: Цветовые коды индукторов

Если напряжение, приложенное к индуктору, теперь отключено, энергия, накопленная в магнитном поле, высвобождается обратно в катушки индуктора, на этот раз нет приложенного противоположного напряжения питания, поэтому все магнитное поле мгновенно разрушается, и накопленная энергия, теперь в виде напряжения на индукторе, но с полярностью, противоположной исходному приложенному напряжению.

Однако это напряжение теперь будет намного больше исходного напряжения питания; это связано с тем, что амплитуда напряжения, индуцированного в проводнике, пропорциональна (среди прочего) скорости изменения магнитного поля. При включении из-за изменения двух противоположных напряжений, увеличения питания и уменьшения обратной ЭДС, скорость изменения замедлялась. Однако при выключении напряжения питания нет, поэтому магнитное поле чрезвычайно быстро разрушается, вызывая очень высокую скорость изменения и, следовательно, создавая очень большой импульс напряжения.

Этот импульс может иметь амплитуду в десятки, сотни или тысячи вольт, что может быть очень полезным, например, для создания искры зажигания в бензиновом двигателе, или очень опасным, например, нежелательным для прикосновения! Он также может очень легко разрушить другие компоненты, такие как полупроводники, и может стать источником серьезных радиопомех.

Читать также: Структура и работа диода

Итог

Физический размер индукторов сильно различается в зависимости от обрабатываемой мощности и частоты используемого переменного тока; от огромных силовых трансформаторов на электростанциях и в сетях электроснабжения до крошечных катушек индуктивности в радиооборудовании, состоящих из нескольких витков провода и всего несколько миллиметров в поперечнике.

В следующей статье мы с вами поговорим об электромагнитной индукции .

С Уважением, МониторБанк