RF inductor
Катушка индуктивности(L)
Катушки индуктивности (см. рисунок) в основном характеризуются следующими параметрами:
индуктивностью и добротностью. Основной еденицей индуктивности является Генри [Гн]. Чаще используют в тысячу раз меньшую еденицу, называемую миллигенри [мГн], и в миллион раз меньшую - микрогенри [мкГн]. Индуктивность катушки возрастает с увеличением ее размеров и числа витков. Воздушные катушки имеют индуктивность от 1 Гн до нескольких десятков мГн. Большие значения индуктивности (даже несколько тысяч Генри) получают, когда катушки индуктивности выполняют на ферромагнитных стержнях. Регулировка индуктивности чаще всего выполняется перемещением сердечника относительно навивки (например, путем вворачивания ли выворачивания сердечника отверткой).
Катушки индуктивности делятся в основном на два класса: с магнитным и немагнитным сердечником.
В основном используют сердечники из феррита и пластин из электротехнической стали. Сердечники повышают индуктивность катушек в разы.
В отличие от сердечников в форме цилиндра, сердечники в виде кольца (тороидальные) позволяют получить большую индуктивность, так как магнитный поток в них замкнут.
Добротность.С сопротивлением потерь тесно связана другая характеристика – добротность. Добротность катушки индуктивности определяет отношение между активным и реактивным сопротивлениями катушки. Добротность равна
= |
В большинстве радиотехнических устройств используют катушки с добротностью от 40 до 200 до 200.
Повышение добротности достигается оптимальным выбором диаметра провода, увеличением размеров катушки индуктивности и применением сердечников с высокой магнитной проницаемостью и малыми потерями.
|
Рис. 6. Зависимость амплитудного значения напряжения от отношения частоты вынуждающей силы к собственной частоты колебаний колебательного контура для разных значений добротности |
Рис. 8. Добротность разных систем |
Подключим концы мультиметра, включенного в режим измерения индуктивности, к концам катушки №1. Индуктивность такой катушки чрезвычайно мала, порядка нескольких долей микрогенри, поэтому прибор ничего не показывает (рис. 10).
(рис. 10)
Начнём вводить в катушку ферритовый стержень (рис. 11). Прибор показывает порядка десятка микрогенри, причем при продвижении катушки к центру стержня её индуктивность возрастает примерно в три раза (рис. 12).
(рис. 11) (рис. 12)
По мере продвижения катушки к другому краю стержня, значение индуктивности катушки опять падает. Вывод: индуктивность катушек может регулироваться путем перемещения в них сердечника, и максимальное её значение достигается при расположении катушки на ферритовом стержне (или, наоборот, стержня в катушке) в центре. Вот мы и получили настоящий, пусть и несколько неуклюжий, вариометр.
Уложим витки катушки №1 или №2 на ферритовом стержне поплотнее, без зазоров между витками, и снова измерим индуктивность. Она увеличилась (рис. 13).
(рис. 13)
А при растягивании катушки по стержню её индуктивность уменьшается (рис. 14)
(рис. 14)
Вывод: изменяя расстояние между витками можно подстраивать индуктивность, а для максимальной индуктивности наматывать катушку надо «виток к витку».
Приёмом подстройки индуктивности путём растягивания или сжатия витков частенько пользуются радиотехники, настраивая свою приёмопередающую аппаратуру на нужную частоту.
Установим на ферритовый стержень катушку №3 и измерим её индуктивность (рис. 15). Число витков уменьшилось в два раза, а индуктивность уменьшилась в четыре раза. Вывод: чем меньше количество витков — тем меньше индуктивность, и нет линейной зависимости между индуктивностью и числом витков.
(рис. 15)
Unit
Измерение L