Индуктивность катушки

I — сила тока в катушке, U — напряжение в катушке, R — сопротивление катушки. Снизу на фото катушка с немагнитным сердечником. 157.1. Какова индуктивность катушки, в которой индуцируется э. д. с, равная 50 В, при изменении тока на 0,02 А за 0,01 с?157.2. От каких факторов зависит индуктивность катушки? Вкручивая или выкручивая сердечник, мы тем самым изменяем индуктивность катушки. Катушка индуктивности обладает также очень интересными свойствами.


Цилиндрическую катушку индуктивности, длина которой намного превышает диаметр, называют соленоидом, магнитное поле внутри длинного соленоида однородно. Также сердечники (в основном ферромагнитные, реже диамагнитные) используют для изменения индуктивности катушек в небольших пределах путём изменения положения сердечника относительно обмотки.

В катушках индуктивности помимо основного эффекта взаимодействия тока и магнитного поля наблюдаются паразитные эффекты, вследствие которых импеданс катушки не является чисто реактивным. В проводах обмотки, свитой в спираль, проявляется эффект близости, суть которого состоит в вытеснении тока под воздействием вихревых токов и магнитного поля к периферии намотки. Переменное магнитное поле индуцирует вихревые ЭДС в окружающих проводниках, например в сердечнике, экране и в проводах соседних витков.

Эта резонансная частота легко может быть измерена и называется собственной частотой резонанса катушки индуктивности. Обычно собственная частота указывается изготовителем в технических данных промышленных катушек индуктивности, либо в явном виде, либо косвенно — в виде рекомендованной максимальной рабочей частоты.

Энергия магнитного поля катушки индуктивности

Для увеличения частоты собственного резонанса используют сложные схемы намотки катушек, разбиение одной обмотки на разнесённые секции. Эти катушки используются совместно с конденсаторами для организации резонансных контуров.

Обозначение, параметры и разновидности катушек индуктивности

Взаимодействующие магнитными полями пара и более катушек обычно включаются параллельно конденсаторам для организации колебательных контуров. Основными параметрами этих катушек являются индуктивность и коэффициент связи (коэффициент взаимоиндукции).

Одна из катушек неподвижная (статор), другая обычно располагается внутри первой и вращается (ротор). При изменении положения ротора относительно статора изменяется степень взаимоиндукции, а следовательно, индуктивность вариометра. На низких частотах используется в фильтрах цепей питания и обычно имеет ферромагнитный сердечник (из трансформаторной стали).

В этом случае на катушке из-за самоиндукции возникают выбросы высокого напряжения, которые можно использовать в схеме, например, выпрямив и сгладив. В соответствии с формулой (157.3)откуда следует, что m0 может быть выражена в генри на метр (Гн/м) (§ 126). Напомним, что m и N — безразмерные величины. Явление индукции, а следовательно, и самоиндукции происходит не только в катушках, но и в проводниках любой формы, в том числе и в прямолинейных проводниках.

Однако для большинства проводников, не имеющих формы катушки, индуктивность настолько мала, что обычно на самоиндукцию в таких проводниках можно не обращать внимания. Только при очень быстрых изменениях тока, когда отношение Di/Dt становится очень большим, приходится считаться с э. д. с. самоиндукции, возникающей даже в таких линейных проводниках. Как уменьшить индуктивность катушки при условии, что ее длина и поперечное сечение останутся неизменными?157.3.

Индуктивность катушек с немагнитным сердечником используется, когда индуктивность не превышает 5 миллиГенри. Для увеличения индуктивности, катушки часто снабжают замкнутым или разомкнутым ферромагнитным сердечником. Это катушки индуктивности, обладающие высоким сопротивлением переменному току и малым сопротивлением постоянному. Добротность катушки индуктивности определяет отношение между активным и реактивным сопротивлениями катушки.

И еще интересно: