Катушка индуктивности

Материал из «Знание.Вики»
Катушка индуктивности

Кату́шка индукти́вности — элемент электрической цепи, создающий индуктивное сопротивление переменному току. Катушка представляет собой проводник намотанный на каркас, который создает магнитное поле вокруг себя при прохождении тока[1].

Технические характеристики

Магнитное поле способствует появлению электродвижущей силы самоиндукции в катушке, что приводит к индуктивному сопротивлению цепи. Величина индуктивности измеряется в генри (H). Параметры катушки индуктивности: добротность (отношение индуктивного сопротивления к активному), собственная ёмкость, механическая прочность, габаритные размеры, масса[2].

Конструкция

Элемент катушки индуктивности состоит из:

  1. Каркас — основа или оболочка катушки.
  2. Проводник — провод из медно никелевого сплава.
  3. Витки — витки проводника, намотанные на каркас катушки.
  4. Клеммы — контакты на катушке[1].

Разновидности катушек индуктивности

  • Воздушные катушки — устройства, в которых провод наматывается на воздушный каркас без каких-либо других материалов. Минимизируют потери и искажения сигнала.
  • Ферритовые катушки — в этих катушках провод наматывается на ферритовое ядро. Увеличивают индуктивность и позволяет получить большее соотношение между размерами и индуктивностью.
  • Тороидальные катушки — провод наматывается на тороидальное ядро. Позволяет уменьшить внешние помехи и эффективнее использовать магнитное поле.
  • Многозвенные катушки — катушки, у которых несколько отводов провода связаны между собой. Позволяет получить большую индуктивность при компактных размерах[2].

Принцип работы катушек индуктивности

Фарадей, Майкл

Важнейшей характеристикой катушки индуктивности является индуктивность. Принцип работы основан на явлении электромагнитной индукции, открытом Майклом Фарадеем. Когда через катушку индуктивности протекает электрический ток, вокруг нее возникает магнитное поле. Магнитное поле создается за счет движения электронов в проводнике, из которого изготовлена катушка. Магнитное поле создает магнитный поток, который пронизывает витки катушки. Если ток, протекающий через катушку, изменяется, то изменяется и магнитное поле, а значит, и магнитный поток. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, изменение магнитного потока приводит к возникновению ЭДС (электродвижущей силы) в катушке. Эта ЭДС направлена таким образом, чтобы противодействовать изменению тока, которое её вызвало. Это явление называется самоиндукцией[2].

Применение катушек индуктивности

1. Фильтры:

  • LC-фильтры: используются для пропускания или блокировки определенных частот. Применяются в радиоприемниках, усилителях, кроссоверах для акустических систем.
  • RC-фильтры: используются для сглаживания напряжения или тока. Применяются в блоках питания, стабилизаторах напряжения.

2. Энергетические системы:

3. Коммуникационные системы:

  • Трансформаторы: устройство для изменения напряжения в цепи переменного тока. Принцип его действия основан на явлении электромагнитной индукции. Применяются в адаптерах питания, усилителях.
  • Катушки связи: используются для передачи сигнала между двумя цепями. Применяются в радиоприемниках, усилителях[3].

4. Системы управления:

  • Реле: используются для включения или выключения цепи с помощью электромагнитного поля. Применяются в системах управления двигателями.
  • Соленоиды: используются для создания линейного движения с помощью электромагнитного поля. Применяются в клапанах, электромагнитных замках.

5. Другие приложения:

  • Металлоискатели: используют катушки индуктивности для обнаружения металлических предметов.
  • Беспроводные системы передачи данных: используют катушки индуктивности для передачи данных на короткие расстояния.
  • Индукционные печи: используют катушки индуктивности для нагрева металлов[4].


Примечания

  1. 1,0 1,1 Ю. Ф. Тертищников. Катушка Индуктивности. Большая Российская Энциклопедия (15.08.2023). Дата обращения: 24 мая 2024.
  2. 2,0 2,1 2,2 Катушка индуктивности. Устройство и принцип работы.. microtechnics.ru (26.05.2016). Дата обращения: 22 мая 2024.
  3. Дроссель. Nucon.ru. Дата обращения: 22 мая 2024.
  4. Трансформатор. Что такое? Зачем нужен?. Электрик.ру. Дата обращения: 23 мая 2024.
WLW Checked Off icon.svg Данная статья имеет статус «готовой». Это не говорит о качестве статьи, однако в ней уже в достаточной степени раскрыта основная тема. Если вы хотите улучшить статью — правьте смело!