Катушки индуктивности, дроссели и трансформаторы

Слово индуктивность произошло от английского слова Induction, что означает «наведение».

Термин «индуктивность» относится к физическому свойству, характеризующему магнитные свойства электрических цепей.

Термины: катушка индуктивности, дроссель, автотрансформатор и трансформатор означают радиодетали, элементы схемы.

Назначение индуктивности состоит в преобразовании электрического тока в магнитное поле с последующим преобразованием магнитного поля в электрическую ЭДС (ЭДС индукции и самоиндукции). Индуктивность возникает при изменении по величине проходящего по проводнику электрического тока.

В реальных электрических цепях индуктивность проводника является очень малой величиной (кроме диапазона СВЧ). Для увеличения индуктивности используются многовитковые катушки – катушки индуктивности.

Катушки индуктивности характеризуются следующими параметрами.

Номинальная индуктивность - L характеризует величину индуктивности, которой обладает данная катушка индуктивности. Индуктивностьизмеряется в генри. В аппаратуре применяются катушки с индуктивностью от долей микрогенри (мкГн) до сотен генри (Гн) (1Гн=10³мГн=10⁶мкГн). Индуктивность зависит от конструкции катушки, количества витков, применяемого сердечника и наличия экрана. Электростатический экран индуктивность уменьшает.

Допустимое отклонение индуктивности - ΔL характеризует изменение величины индуктивности при производстве, зависит от конструкции катушки, технологии и культуры производства.

Начальная индуктивность - L – значение индуктивности измеренной на низкой частоте, где отсутствует влияние собственной (паразитной) ёмкости.

Температурный коэффициент индуктивности – ТКИ характеризует относительное изменение значения индуктивности при изменении температуры окружающей среды ТКИ=ΔL/(L·ΔT).

Так как катушка индуктивности наматывается электрическим проводом, то она обладает индуктивностью и активным сопротивлением (см. рис 1.13).

Рис.1.13 Эквивалентная схема индуктивности

Активное сопротивление характеризует все активные потери в катушке индуктивности. Таким образом, катушка индуктивности обладает реактивным сопротивлением - X_L=2·π·f·L, активным сопротивлением – r и добротностью - Q=X_L/r=2·π·f·L /r.

Добротность Q характеризует качество катушки индуктивности, чем выше Q, тем лучше катушка индуктивности.

Кроме того, так как катушка наматывается изолированным проводом, то между близлежащими витками провода образуется ёмкость. Эти элементарные ёмкости складываются, в результате получается собственная ёмкость катушки. Эта ёмкость совместно с индуктивностью образует колебательный контур.

По характеру изменения индуктивности катушки  различают:

- катушки с постоянной индуктивностью;

- переменной индуктивностью (вариометры и ферровариометры).

Для подстройки величины индуктивности в процессе производства и ремонта аппаратуры, катушки снабжают подстроечными ферромагнитными или диамагнитными сердечниками.