Катушки индуктивности

Катушкой индуктивности называют радиодеталь, имеющую спиральную обмотку и способную концентрировать переменное магнит­ное поле. В отличие от резисторов и конденсаторов катушки индук­тивности являются нестандартными деталями, и их конструкция определяется назначением конкретного устройства.

Основными параметрами катушек являются: индуктивность, доброт­ность, собственная емкость и температурная стабильность, или темпе­ратурный коэффициент индуктивности. Величина индуктивности прямо пропорциональна размерам катушки и числу витков. Кроме того, индуктивность зависит также от материала введенного в катушку сер­дечника и наличия экрана.

При введении в катушку сердечника из магнитных материалов (феррит, альсифер, карбонильное железо, магнетит) ее индуктивность увеличивается. Это свойство позволяет уменьшить число витков в катушке для получения требуемой индуктивности, что особенно важно при применении ее в длинноволновом и средневолновом диапазонах, когда нужна большая индуктивность. Изменять индуктивность катушки можно путем изменения глубины погружения в нее сердечника.

В диапазоне КВ и УКВ применяются катушки с малой индуктивностью. В таких катушках используются латунные или алюминиевые сердечники, позволяющие регулировать индуктивность в пределах ±5 %.

Рис. 16. Условные графические обозначения конденсаторов постоянной емкости: С1…С5 – неполярные конденсаторы; С6- электролитический конденсатор; С7 – проходной конденсатор

Рис. 17. Условные графические обозначения конденсаторов переменной емкости (С1...С4) и подстроечных (С5, С6)

Рис. 18. Параллельное (а) и последовательное (б) соединения конденсаторов

Рис. 19. Катушки индуктивности и дроссели

Качество работы катушки индуктивности в цепях переменного тока характеризуется добротностью. Добротность Q катушки определяют как отношение ее индуктивного сопротивления X_L=wL = 2pfL к актив­ному R при рабочей частоте f: Q=wL/R=2pfL/R. Активное сопро­тивление включает сопротивление обмотки катушки и сопро­тивление, обусловленное потерями электрической энергии в каркасе, сердечнике, экране и изоляции. Чем меньше активное сопротивление, тем выше добротность катушки и ее качество.

Витки катушки, разделенные слоем изоляции, образуют элементар­ный конденсатор, обладающий емкостными свойствами. В многослойных катушках емкость образуется между отдельными слоями. Таким обра­зом, катушка обладает не только индуктивными, но и емкостными свойствами. В большинстве случаев собственная емкость катушки являет­ся вредной, и ее стремятся уменьшить. Для этого применяются спе­циальные формы каркаса катушки и способы намотки провода.

Для намотки катушки используется обычно медный провод в эма­левой или эмалево-шелковой изоляции. Так, для катушек длинноволно­вого (ДВ) и средневолнового (СВ) диапазонов применяют одножиль­ные провода типов ПЭЛШО, ПЭЛШД, ПЭЛ, ПЭТ и др. Увеличения добротности можно достичь с помощью провода типа «литцендрат», состоящего из нескольких тонких проволок с волнистой шелковой изо­ляцией (ЛЭШО).

Катушки коротковолнового (КВ) и ультракоротковолнового диапазонов (УКВ) наматывают обычно одножильными медными проводами в эмалевой изоляции (типов ПЭЛ, ПЭЛУ, ПЭТ и др.).

Способ намотки может быть различным. Наибольшее распростра­нение получили такие способы намотки, как однослойная сплошная или с шагом (рис. 19 а), внавал (рис. 19 б), «универсаль» (рис. 19 в).

Однослойная намотка применяется для изготовления катушек, работающих в диапазоне коротких и ультракоротких волн. Индуктивность таких катушек составляет от нескольких десятков до 500 микрогенри. Каркас имеет цилиндрическую форму и изготовляется из различных диэлектрических материалов.

Если необходимо получить большую индуктивность катушки (более 500 мкГ) при малых ее габаритах, делают многослойную намотку. Эта намотка может быть «рядовой» или виток к витку. Но такие катушки обладают большой собственной емкостью. Для ее уменьшения используется намотка внавал или типа «универсаль».

Условные обозначения катушек индуктивности на электрических схемах показаны на рис. 20.