Формула Расчета Индуктивности Катушки Без Сердечника Меры безопасности

Какие параметры есть у катушки

От того, где будет применяться индуктивный элемент и на какой частоте работать, зависит его исполнение. Имеются общие параметры:

Индуктивность (коэффициент самоиндукции) L – это главная электрическая характеристика элемента, которая показывает количество накапливаемой дросселем энергии при передвижении тока. Величина энергии в катушки тем выше, чем больше её индуктивность. Единица измерений L – 1 Гн.

При взаимодействии тока и магнитного поля в обмотке возникают вредные явления. Они способствуют возникновению потерь, которые обозначают R пот. Формула потерь имеет вид:

Слагаемые формулыэто потери:

В результате таких потерь импеданс индуктивного двухполюсника нельзя назвать целиком реактивным.

Добротность двухполюсника определяется по формуле:

При наматывании витков элемента между ними возникает ненужная ёмкость. Из-за этого дроссель превращается в колебательный контур с собственным резонансом.

ТКД – показатель, описывающий зависимость добротности от Т0С.

Информация. Изменение основных параметров индуктивного двухполюсника зависит от коэффициентов ТКИ, ТКД, а также от времени и влажности.

Формула Расчета Индуктивности Катушки Без Сердечника Меры безопасности

Электроэнергетика и электротехника
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы "Специалисту по модернизации систем энергогенерации"
Coil32 v7.2 Программа расчета катушек индуктивности. Программы — Каталог файлов После намотки каждый из концов провода припаивают к выводам резистора, а на катушку сверху можно капнуть немножко клея чтобы витки потом не расползались. Спрашивайте, я на связи!

Как рассчитать сердечник и витки самодельных катушек индуктивности

↑ Итого

По конструктивному исполнению индуктивные элементы различаются:

  • видом намотки: винтоспиральная, винтовая; кольцевая;
  • количеством слоёв: однослойные или многослойные;
  • типом изолированного провода: одножильный, многожильный;
  • наличием каркаса: каркасные или бескаркасные (при небольшом количестве витков толстого провода);
  • геометрией каркаса: прямоугольный, квадратный, тороидальный;
  • наличием сердечника: ферритовый, из карбонильного железа, электротехнической стали, пермаллоевый (магнитомягкий сплав), металлический (латунный);
  • геометрией сердечника: стержневой (разомкнутый), кольцо-образный или ш-образный (замкнутый);
  • возможностью изменять L в узких интервалах (движение сердечника по отношению к обмотке).

Формула Расчета Индуктивности Катушки Без Сердечника Меры безопасности

Расчет

Формула Расчета Индуктивности Катушки Без Сердечника Меры безопасности

Схематическое расположение витков в катушке

С сердечником

Расчет индуктивности катушки с сердечником

Без сердечника

Стоит указать, что без ферритового, геометрического и цилиндрического сердечника с мощным каркасом источник имеет небольшую индукцию, а с ним она повышается. Это связано с тем, что имеется материальная магнитная проницаемость. Форма бывает разная. Есть броневой, стержневой и тороидальный материал.

Обратите внимание! Рассчитать можно, используя метод эллиптических максвелловских интегралов и специальную онлайн программу. Расчет индуктивности без сердечника

Расчет индуктивности без сердечника

Катушка — незаменимый компонент любой электросети, который имеет вид скрученного или обвивающего элемента с проводником. Влияет на ее индукцию число проводных витков, площадь сечения, длина и материал сердечника. Отыскать количество витков и посчитать индуктивность с сердечником и без него несложно, главное — руководствоваться приведенными выше рекомендациями.

Электроэнергетика и электротехника
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы "Специалисту по модернизации систем энергогенерации"
Методики расчета индуктивности катушек Сегодня многие домашние электрики пытаются собрать КТ, при этом не всегда понимая принцип работы трансформатора Тесла, из-за чего терпят фиаско. Спрашивайте, я на связи!

Coil32 — on-line калькуляторы, расчет катушек на ферритовых кольцах amidon

  1. Накопленная энергия в индуктивности
  2. Гидравлическая модель
  3. Индуктивность в электрических цепях
  4. Схемы соединения катушек индуктивностей
  5. Параллельное соединение индуктивностей
  6. Последовательное соединение индуктивностей
  7. Добротность катушки индуктивности
  8. Катушка индуктивности. Формула индуктивности
  9. Базовая формула индуктивности катушки
  10. Индуктивность прямого проводника
  11. Индуктивность катушки с воздушным сердечником
  12. Индуктивность многослойной катушки с воздушным сердечником
  13. Индуктивность плоской катушки
  14. Конструкция катушки индуктивности
  15. Применение катушек индуктивности
  16. Расчет катушек индуктивности
  17. Метод определения собственной ем­кости катушек
  18. Расчет и изготовление плоских катушек индуктивности

Эквивалентная схема реальной катушки индуктивности

Каждый дроссель можно представить в виде эквивалентной схемы.

Изготавливая индуктивный элемент, стремятся снизить величину сопротивления потерь, паразитную ёмкость. При работе катушки на низкой частоте учитывают сопротивление её обмотки Rw. На таких частотах действуют токи большой величины.

Формула Расчета Индуктивности Катушки Без Сердечника Меры безопасности

Эквивалентная схема дросселя

Правильно рассчитанная катушка индуктивности будет иметь высокую добротность (180-300) и стабильность работы при влиянии внешних условий (температуры и влажности). Зная способы различной намотки и манипуляции с шагом, можно уменьшить влияние паразитных факторов.

Конструкция катушки

По конструктивному исполнению индуктивные элементы различаются:

  • видом намотки: винтоспиральная, винтовая; кольцевая;
  • количеством слоёв: однослойные или многослойные;
  • типом изолированного провода: одножильный, многожильный;
  • наличием каркаса: каркасные или бескаркасные (при небольшом количестве витков толстого провода);
  • геометрией каркаса: прямоугольный, квадратный, тороидальный;
  • наличием сердечника: ферритовый, из карбонильного железа, электротехнической стали, пермаллоевый (магнитомягкий сплав), металлический (латунный);
  • геометрией сердечника: стержневой (разомкнутый), кольцо-образный или ш-образный (замкнутый);
  • возможностью изменять L в узких интервалах (движение сердечника по отношению к обмотке).

Существуют плоские катушки, в печатном исполнении устанавливаемые на платах цифровых устройств.

К сведению. Намотка провода может быть как рядовой (витком к витку), так и в навал. Последний способ укладки провода снижает паразитную ёмкость.

Формула Расчета Индуктивности Катушки Без Сердечника Меры безопасности

Конструкция катушек

Расчет катушки индуктивности на стержневом сердечнике
Теперь перейдём от идеализированных катушек к реальным, которые в своем сечении представляют собой прямоугольник
Электроэнергетика и электротехника
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы "Специалисту по модернизации систем энергогенерации"
Расчет однослойных цилиндрических катушек индуктивности Это может быть тонкий нефольгированный гетинакс, текстолит, а на тороидальных сердечниках просто обмотка из лакоткани или аналогичного материала. Спрашивайте, я на связи!

Coil32 — on-line калькуляторы, расчет катушек на ферритовых кольцах amidon

  • Coil32 – прекрасная программа для всевозможных расчетов, связанных с катушками индуктивности
  • Доброго дня уважаемые радиолюбители! Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“
  • Сегодня я хочу познакомить вас с очередной радиолюбительской программой.

Замечательная программа для расчета катушек

Описуха и софт потянуты с этого сайта, разумеется с разрешения многоуважаемого автора Игоря Федорчука ака Wh’te (эко шершаво я умею, когда хочу!). Обсуждение можно одним глазиком подсмотреть здесь.

При определении параметров многослойных катушек индуктивности, расчёт, как правило, сводится к трем типовым задачам:

1) Известно требуемое значение индуктивности, диаметр провода и сопротивление нагрузки. Необходимо вычислить оптимальные габаритные размеры и число витков.

2) Известно требуемое значение индуктивности, размеры каркаса и диаметр провода. Необходимо вычислить число витков и толщину намотки.

3) Известны габариты катушки и диаметр провода. Необходимо определить число витков и индуктивность катушки.

Однослойная катушка индуктивности рассчитывается из заданного количества витков, диаметра провода и длины намотки.

При расчете необходимо указать параметры намотки — толщину изоляции провода и плотность намотки. Делается это через меню «Опции — Параметры намотки». Толщина изоляции определяется так — разность диаметров провода с изоляцией и без изоляции поделенная пополам. Т.е.

если диаметр провода без изоляции равен 1мм, а толщина изоляции 0.1мм, то результирующий диаметр провода будет равен 1.2мм. Плотность намотки указывается в долях от результирующего диаметра провода, т.е. 1.

1 означает, что зазор между витками равен 10% от диаметра провода с изоляцией.

Формула Расчета Индуктивности Катушки Без Сердечника Меры безопасности

Индуктивность длинной катушки

Длинная катушка

Для длинной катушки (α > 0,75) величина L0 рассчитывается также как для длинного соленоида, где l – длина соленоида, Dcp – средний диаметр соленоида, а значение поправки ∆ вычисляется по следующему выражению

где α – коэффициент, учитывающий отношение длины катушки l к её среднему диаметру DCP;

γ – коэффициент, учитывающий отношение толщины намотки t к длине намотки l;

ρ – коэффициент, учитывающий отношение толщины намотки t к её среднему диаметру DCP.

Пример. Рассчитаем индуктивность катушки длиной l = 10 см, средним диаметром DCP = 2 см, количеством витков ω = 100 и толщиной намотки t = 5 мм.

Конструкция катушки
Если свободного места в корпусе будущей конструкции достаточно, то можно выбрать кольцо с заведомо бо’льшей габаритной мощностью.
Электроэнергетика и электротехника
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы "Специалисту по модернизации систем энергогенерации"
Базовые принципы работы катушки индуктивности Стоит отметить, что формула расчёта соленоида подходит для большинства однослойных катушек с точностью в несколько процентов. Спрашивайте, я на связи!

Многослойная намотка

  • Ознакомьтесь с другими учебными моделями катушек индуктивности в галерее моделей и приложений: Моделирование спиральной катушки индуктивности
  • Интегрированный индуктор квадратной формы в виде спирали
    Упрощая переключение с помощью индукционной передачи энергии

Расчёт катушки с П–образным сердечником прямоугольного сечения

В отличие от тороидальных сердечников, П – образные сердечники выполняются разборными и состоят из двух частей. Существует две модификации таких сердечников: состоящие из двух П – образных частей и из П – образной и прямоугольной замыкающей пластины.

Такие сердечники применяются в импульсных трансформаторах и трансформаторах строчной развертки и, обладая большой магнитной проницаемостью, обеспечивают малую потребляемую мощность.

Для расчёта параметров сердечника рассмотрим сечение замкнутого П-образного сердечника

Неизвестные величины можно найти следующим образом

Пример. Необходимо рассчитать индуктивность обмотки трансформатора, выполненного на П-образном сердечнике фирмы Epcos типа UU93/152/16, выполненного из двух П-образных половинок, материал сердечника N87 μr = 1950, количество витков ω = 150.

Таким образом, расчётные параметры сердечника составят

Формула Расчета Индуктивности Катушки Без Сердечника Меры безопасности

Таким образом коэффициент С1 и индуктивность L составят

Зачем нужен расчёт индуктивности

Выбрать примерный размер ферритового кольца можно при помощи калькулятора для расчета импульсных трансформаторов и справочника по ферритовым магнитопроводам. И то и другое Вы можете найти в «Дополнительных материалах».

Вводим в форму калькулятора данные предполагаемого магнитопровода и данные, полученные в предыдущем параграфе, чтобы определить габаритную мощность срдечника.

Не стоит выбирать габариты кольца впритык к максимальной мощности нагрузки. Маленькие кольца мотать не так удобно, да и витков придётся мотать намного больше.

Если свободного места в корпусе будущей конструкции достаточно, то можно выбрать кольцо с заведомо бо’льшей габаритной мощностью.

импульсных источников питания на ферритовых кольцах https://www. ferrite. /user_files/File/. literature8.zip схема к статье:

Изображение

Расчёт дросселя (статья) https://valvolodin. na. ms/drossel. html

Рассчет дросселей на резисторах МЛТ (прога) — https://rf. *****/s3/r-dros. html

Программа для расчёта высокочастотных трансформаторов и дросселей — https://www. /. gramm/5/3.shtml

Программа для расчёта импульсного трансформатора — https://www. /. gramm/5/2.shtml

Дроссели переменного тока радиоэлектронной аппаратуры — https://dmitriks. naro. ooks/dptra. djvu

Рассчёт дросселей и катушек книга — https://depositfiles. files/mcckejoig

Оптимальное проектирование силовых высокочастотных ферромагнитных устройств — https://dmitriks. naro. oks/opsvfu. djvu

«Импульсные источники вторичного электропитания в бытовой радиоаппаратуре» — https://dmitriks. naro. books1/iip. djvu

ТРАНСФОРМАТОРЫ И ДРОССЕЛИ ДЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ — https://members. kern. ouz/chokes. html https://www. /ser2800.cfm

Без сердечника
Сначала определимся с материалом магнитопровода (сердечника). Если частота больше 10 кГц, то используем ферриты, если меньше 3 кГц, то железо, если между этими значениями, то решаем, исходя из конкретных условий.
Электроэнергетика и электротехника
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы "Специалисту по модернизации систем энергогенерации"
↑ Итого Отыскать количество витков и посчитать индуктивность с сердечником и без него несложно, главное руководствоваться приведенными выше рекомендациями. Спрашивайте, я на связи!

Эквивалентная схема реальной катушки индуктивности

  1. Накопленная энергия в индуктивности
  2. Гидравлическая модель
  3. Индуктивность в электрических цепях
  4. Схемы соединения катушек индуктивностей
  5. Параллельное соединение индуктивностей
  6. Последовательное соединение индуктивностей
  7. Добротность катушки индуктивности
  8. Катушка индуктивности. Формула индуктивности
  9. Базовая формула индуктивности катушки
  10. Индуктивность прямого проводника
  11. Индуктивность катушки с воздушным сердечником
  12. Индуктивность многослойной катушки с воздушным сердечником
  13. Индуктивность плоской катушки
  14. Конструкция катушки индуктивности
  15. Применение катушек индуктивности
  16. Расчет катушек индуктивности
  17. Метод определения собственной ем­кости катушек
  18. Расчет и изготовление плоских катушек индуктивности

Расчет параметров катушки

Приходится при расчётах рассматривать разные варианты. Расчет индуктивности зависит от исходных данных и заданных конечных параметров.

Расчет L в зависимости от заданной конструкции

Если исходными параметрами являются: w, D каркаса и длина намотанного провода, то формула для расчёта имеет вид:

Подставляя численные значения в формулу, получают значение L.

Расчет количества витков по индуктивности

Зная D каркаса и L, рассчитывают количество витков в катушке, формула имеет вид:

Если в качестве исходных параметров берутся длина навитого в ряд проводника и его диаметр, то количество витков находят, используя формулу:

Измерения диаметра провода проводят линейкой или штангенциркулем.

Расчёт индуктивности прямого провода

Собираясь найти L круглого прямого проводника, обращаются к приближённой формуле:

Расчёт однослойной намотки

Однослойные дроссели без сердечника легко и быстро можно рассчитать при помощи онлайн-калькулятора, в окно которого можно забить все известные характеристики, и программа выдаст значение L.

Вычисления проводятся и вручную, с использованием математического выражения. Оно имеет вид:

Формула подходит для вычислений L дросселей без ферритовых сердечников.

Дроссель с сердечником

При наличии сердечника следует учесть его размеры и форму. В случае одинаковых катушках индуктивность больше у той, которая располагается на сердечнике.

Многослойная намотка

Особенности расчёта при подобном способе наматывания провода заключаются в том, что нужно учитывать его толщину. Формула для дросселя без сердечника имеет вид:

Формула Расчета Индуктивности Катушки Без Сердечника Меры безопасности

Многослойная намотка

Методики расчета индуктивности катушек

Основным элементом катушек индуктивности является токовод. Величина индуктивности определяется конструкцией токовода и его размерами.

Полная индуктивность медного провода круглого сечения длиной lПРи диаметромd0равна

Формула Расчета Индуктивности Катушки Без Сердечника Меры безопасности

(3.1)

Из (3.1) следует, что индуктивность провода уменьшается с ростом его диаметра. Это свойство широко используют в УКВ аппаратуре для уменьшения индуктивности соединительных проводов за счет увеличения их диаметра.

Если одиночный проводник согнуть, например, в кольцо, то его индуктивность уменьшится из-за встречного направления токов в соседних частях кольца. Однако, для круглого кольца индуктивность будет наибольшей по сравнению с индуктивностью витка любой другой конфигурации, поскольку круглый виток охватывает наибольшую площадь, обеспечивая наибольшее потокосцепление.

Индуктивность круглого плоского витка диаметром Dиз провода круглого сечения длинойlПРи диаметромdПРравна

(3.2)

При сворачивании проводника в несколько витков wодинакового диаметра образуется катушка, индуктивность которой можно определить как суммарную индуктивность всех витков с учетом взаимоиндукцииMмежду ними:

(3.3)

Индексы при Муказывают на взаимную индуктивность между первым и вторым, вторым и третьим, первым и третьим витками и т.д. Если известен коэффициент связи, который определяется равенством

, (3.4)

то индуктивность катушки с произвольным числом витков определяется из

. (3.5)

Коэффициент связи между витками, расположенными на расстоянии τ, в однослойной катушке определяется выражением

(3.6)

Индуктивность многослойной катушки незначительно зависит от диаметра провода, так как определяется в основном взаимоиндукцией между витками.

Из-за трудности определения коэффициента связи выражение (3.5) обычно применяют для расчета катушек индуктивности с небольшим числом витков (обычно не более шести).

Для катушек с однородным замкнутым магнитопроводом (с тороидальным сердечником) выражение для определения индуктивности принимает вид

Электроэнергетика и электротехника
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы "Специалисту по модернизации систем энергогенерации"
Многослойная намотка В принципе реальную катушку индуктивности, в зависимости от отношения длины намотки l к среднему диаметру Dcp, можно разделить на несколько типов. Спрашивайте, я на связи!

Эквивалентная схема реальной катушки индуктивности

Меры безопасности

Собрав КТ, перед запуском нужно принять некоторые меры предосторожности. Во-первых, нужно проверить проводку в помещении, где планируется подключение трансформатора. Во-вторых, проверить изоляцию обмоток.

Вам это будет интересно Особенности единицы измерения мощности вольт-ампер

Также стоит помнить, о простейших мерах предосторожности. Напряжение вторичной обмотки в среднем равняется 700А, 15А для человека уже смертельно. Дополнительно стоит подальше убрать все электроприборы, попав в зону работы катушки, они с большой вероятностью сгорят.

КТ ­– это революционное открытие своего времени, недооцененное в наши дни. Сегодня трансформатор Тесла служит лишь для развлечения домашних электриков и в световых представлениях. Сделать катушку можно самостоятельно из подручных средств. Понадобятся ПВХ труба, несколько сотен метров медного провода, пара метров медных труб, транзистор и пара резисторов.

Формула Расчета Индуктивности Катушки Без Сердечника Меры безопасности

Электроэнергетика и электротехника
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы "Специалисту по модернизации систем энергогенерации"
Узнайте больше о моделировании индукционных устройств в COMSOL Multiphysics Для лучшей наглядности вы можете добавить другие типы трёхмерных графиков, например, Streamline Силовые линии или Arrow Векторная диаграмма. Спрашивайте, я на связи!

ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ

  • видом намотки: винтоспиральная, винтовая; кольцевая;
  • количеством слоёв: однослойные или многослойные;
  • типом изолированного провода: одножильный, многожильный;
  • наличием каркаса: каркасные или бескаркасные (при небольшом количестве витков толстого провода);
  • геометрией каркаса: прямоугольный, квадратный, тороидальный;
  • наличием сердечника: ферритовый, из карбонильного железа, электротехнической стали, пермаллоевый (магнитомягкий сплав), металлический (латунный);
  • геометрией сердечника: стержневой (разомкнутый), кольцо-образный или ш-образный (замкнутый);
  • возможностью изменять L в узких интервалах (движение сердечника по отношению к обмотке).
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
✨Мир света
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: