Jak vypočítat jádro a otáčky domácích indukčních cívek

Při konstrukci elektronických zařízení se často setkáváme s indukčním prvkem v obvodu. Když je na výkrese uvedena pouze hodnota indukčnosti L, musí být výpočet indukčnosti cívky proveden nezávisle. Na internetu je mnoho programů, které umožňují vypočítat indukčnost cívek online pomocí speciálního kalkulátoru. Když víte, jak je prvek strukturován, můžete všechny výpočty provádět ručně.

Co je to indukční cívka

Tento prvek se také nazývá škrticí klapka. Jedná se o stočený izolovaný drát. Taková spirála se vyznačuje velkými indukčními a malými kapacitními parametry.

Důležité! Tlumivka brání průtoku střídavého proudu, protože má značnou setrvačnost. Zabraňuje jakékoli změně proudu procházejícího zatáčkami. Nezáleží na tom, zda se zvyšuje nebo snižuje.

V tomto ohledu se tyto prvky používají v elektrotechnice k realizaci:

• omezení proudu;
• oslabení úderů;
• potlačení rušení;
• tvorba magnetického pole;
• výroba pohybových senzorů.

Tlumivka je součástí systému oscilačních obvodů v rezonančních obvodech a používá se ve zpožďovacích linkách.

Aplikace L v oscilačním obvodu

Jaké parametry má cívka?

Konstrukce indukčního prvku závisí na tom, kde bude použit a na jaké frekvenci bude pracovat. Existují obecné parametry:

• L – indukčnost;
• R pot – odolnost proti ztrátám;
• Q – faktor kvality;
• jeho rezonanční a parazitní kapacita;
• koeficienty TKI a TKD.

Indukčnost (koeficient samoindukce) L je hlavní elektrická charakteristika prvku, která ukazuje množství energie akumulované tlumivkou při pohybu proudu. Množství energie v cívce je tím vyšší, čím větší je její indukčnost. Jednotka měření L – 1 H.

Při interakci proudu a magnetického pole ve vinutí dochází ke škodlivým jevům. Přispívají ke vzniku ztrát, které jsou označeny R pot. Vzorec ztráty je:

R pot = rω + rd + rs + re.

Složky formule – to jsou ztráty:

• rω – v drátech;
• rd – v dielektriku;
• rs – v jádru;
• re – na vířivé proudy.

V důsledku takových ztrát nelze impedanci indukční dvousvorkové sítě nazvat zcela reaktivní.

Faktor kvality sítě se dvěma terminály je určen vzorcem:

kde ω*L = 2π*L je reaktance.

Při navíjení závitů prvku se mezi nimi objevuje zbytečná kapacita. Díky tomu se tlumivka změní na oscilační obvod s vlastní rezonancí.

TCI je indikátor, který popisuje závislost L na T0C.

TKD je indikátor, který popisuje závislost faktoru kvality na T0C.

Informace. Změna hlavních parametrů indukční dvousvorkové sítě závisí na koeficientech TKI, TKD a také na čase a vlhkosti.

Design cívky

Podle jejich konstrukce se indukční prvky rozlišují takto:

• typ vinutí: spirálové spirálové, šroubové; kroužek;
• počet vrstev: jednovrstvý nebo vícevrstvý;
• typ izolovaného drátu: jednožilový, vícežilový;
• přítomnost rámu: rámový nebo bezrámový (s malým počtem závitů tlustého drátu);
• geometrie rámu: obdélníkový, čtvercový, toroidní;
• přítomnost jádra: ferit, karbonylové železo, elektroocel, permalloy (měkká magnetická slitina), kov (mosaz);
• geometrie jádra: tyčový (otevřený), prstencový nebo w (uzavřený);
• schopnost měnit L v úzkých intervalech (pohyb jádra vzhledem k vinutí).

Na deskách digitálních zařízení jsou instalovány ploché cívky v tištěné podobě.

Pro vaši informaci. Navíjení drátu může být buď pravidelné (otočte se na otáčku) nebo volně ložené. Poslední způsob kladení drátu snižuje parazitní kapacitu.

Proč potřebujete vypočítat indukčnost?

Výpočet indukčnosti je nutný, protože tyto cívky mohou být navrženy jinak. Použití tlumivek v různých odvětvích elektrotechniky a elektroniky, jejich provoz pod vlivem stejnosměrného a střídavého proudu vyžaduje pečlivý výběr indukčnosti, činitele jakosti a provozní stability. Při výrobě tlumivek daného parametru L vlastníma rukama je třeba provést výpočet. Každý typ indukční dvousvorkové sítě používá svůj vlastní vzorec.

Výpočet parametrů cívky

Při výpočtech je nutné zvážit různé možnosti. Výpočet indukčnosti závisí na počátečních datech a zadaných konečných parametrech.

Výpočet L v závislosti na daném provedení

Pokud jsou počáteční parametry: w, D rám a délka navinutého drátu, pak vzorec pro výpočet je:

L = 0,01*D*w2/(l/D) + 0,46,

kde:

• D – průměr rámu, cm;
• w – počet otáček;
• l – délka vinutí, cm;
• L – indukčnost, μH.

Dosazením číselných hodnot do vzorce získáme hodnotu L.

Výpočet počtu závitů pomocí indukčnosti

Vědět D rám a L, vypočítejte počet závitů v cívce, vzorec je:

kde:

• L – indukčnost, μH;
• D – průměr rámu, mm.

Pokud se jako počáteční parametry vezme délka vodiče navinutého v řadě a jeho průměr, zjistí se počet závitů, pomocí vzorce:

kde:

• l – délka vinutí, mm;
• d – průměr drátu, mm.

Průměr drátu se měří pravítkem nebo posuvným měřítkem.

Výpočet indukčnosti přímého vodiče

Jdu najít L kulatý přímý vodič, použijte přibližný vzorec:

L = (μ0/2π)*l*( μe*ln(l/r) + 1/4* μi,

kde:

• μ0 – magnetická konstanta;
• μe – relativní magnetická permeabilita (RMP) média (pro vakuum – 1);
• μi – OMP vodiče;
• l – délka drátu;
• r – poloměr drátu.

Vzorec platí pro dlouhý vodič.

Výpočet jednovrstvého vinutí

Jednovrstvé bezjádrové tlumivky lze snadno a rychle vypočítat pomocí online kalkulačky, do jejíhož okna zadáte všechny známé charakteristiky a program vám dá hodnotu L.

Výpočty se také provádějí ručně pomocí matematického výrazu. Vypadá to takto:

L = D2*n2/45D + 100*l,

kde:

• D – průměr cívky, cm;
• l – délka navinutého drátu, cm;
• n – počet závitů.

Vzorec je vhodný pro výpočet L tlumivek bez feritových jader.

Jednovrstvá cívka otočení za otočením

Tlumivka s jádrem

Pokud existuje jádro, je třeba vzít v úvahu jeho velikost a tvar. V případě identických cívek je indukčnost větší pro tu umístěnou na jádře.

Výpočet jednovrstvého vinutí s jádrem

Vícevrstvé vinutí

Zvláštností výpočtů pro tento způsob navíjení drátu je, že je třeba vzít v úvahu jeho tloušťku. Vzorec pro bezjádrovou tlumivku je:

kde:

• Dk – celkový průměr (průměr rámu a vinutí);
• t – tloušťka vrstvy;
• l – délka navinutého drátu.

Všechny hodnoty jsou v mm, hodnota L je v μH.

Faktory ovlivňující indukčnost cívky

Koeficient samoindukce závisí na následujících parametrech:

• geometrické vlastnosti rámu;
• tvary trnů;
• počet otáček;
• značka a průměr drátu;
• vlastnosti magnetického obvodu.

To je zajímavé. Materiál stříkaných železných jader je zvýrazněn různými barvami v závislosti na jakosti směsi. Jádra tohoto druhu se používají pro tlumivky v pulzních zařízeních.

Ekvivalentní obvod skutečného induktoru

Každá tlumivka může být reprezentována jako ekvivalentní obvod.

Tento diagram se skládá z následujících prvků:

• Rw – odpor vinutí se svorkami;
• L – indukčnost;
• Cw – parazitní kapacita;
• Rl – ztrátová odolnost.

Při výrobě indukčního prvku se snaží snížit hodnotu ztrátového odporu a parazitní kapacity. Když cívka pracuje na nízké frekvenci, bere se v úvahu odpor jejího vinutí Rw. Při takových frekvencích pracují velké proudy.

Ekvivalentní obvod škrticí klapky

Správně vypočítaná indukční cívka bude mít vysoký faktor kvality (180-300) a stabilní provoz pod vlivem vnějších podmínek (teplota a vlhkost). Znalost různých metod vinutí a manipulace s výškou může snížit vliv parazitních faktorů.

Výpočet indukčnosti cívek

pomozte mi vypočítat cívky. Mám základní představu, protože jsem studoval fyziku a vím, jak používat multimetr http://radio-hobby.org/modules/news/. hp?storyid=196 Podívejte se, zda je tento výpočet vhodný nebo ne. Mám prostě obrovskou touhu vyrobit si AC sám, ale zasekávám se, když jde o takzvané filtry, a nemůžu se bez nich obejít. Předem VŠEM děkuji!

01.03.2010, 11:47 #2

Registrace nepotvrzena Registrace 18.06.2004. 2,026. XNUMX Adresa Doněck Zprávy XNUMX XNUMX

Re: VÝPOČET INDUKČNÍCH CÍVEK

Jednodušší je stáhnout si program, který vše spočítá, navine a přizpůsobí zařízení, navíjí/odmotává zatáčky.

01.03.2010, 11:48 #3

Běžná registrace 20.05.2008 Adresa Khanty Věk 55 Zprávy 1,360 XNUMX

Re: VÝPOČET INDUKČNÍCH CÍVEK

Co myslíš tím vinutím dat? Úlovek: https://forum.vegalab.ru/showpost.ph. 02&postcount=1

Nejlepší věci zůstávají nevyřčeny
01.03.2010, 11:53 #4

Registrace nováčka 11.04.2005/55/5,160 Adresa Riga, Lotyšsko Věk XNUMX Zprávy XNUMX XNUMX

Re: VÝPOČET INDUKČNÍCH CÍVEK

Web společnosti Bely-Veris nefunguje. Mám kopii. http://cxo.lv/soft/nonsoft/64-coilcalc

Naposledy upravil GREY; 07.07.2011 ve 14:12 .

01.03.2010, 12:01 #5

Autor tématu
Registrace 31.12.2009. 2. XNUMX Zprávy XNUMX XNUMX

Re: VÝPOČET INDUKČNÍCH CÍVEK

06.07.2011, 14:46 #6

Běžný Připojen 27.07.2010 Adresa Kakhovka, Ukrajina Věk 62 Příspěvky 1,401 XNUMX

Re: Výpočet induktorů

Abych se vyhnul zakládání nového tématu, položím otázku zde.
Bylo potřeba navinout cívky pro filtry výkonných reproduktorů. Ale drát požadovaného průměru není k dispozici.
Rozhodl jsem se to namotat dvěma dráty, ale drátem menšího průměru. Jak správně vypočítat indukčnost takové cívky?

06.07.2011, 23:12 #7

Běžný Připojen 27.07.2010 Adresa Kakhovka, Ukrajina Věk 62 Příspěvky 1,401 XNUMX

Re: Výpočet induktorů

zvednu to.
Jak správně vypočítat indukčnost cívky vinuté dvojitým drátem?

07.07.2011, 09:33 #8

• Zobrazení profilu
• Příspěvky na fóru
• Domovská stránka
• Témata vytvořena

Častý host Registrace 06.05.2005 Adresa Omsk Věk 42 Zprávy 491

Re: Výpočet induktorů

Pokud máte počítač, nejsou potřeba žádné výpočty. LspLAB 3 umí měřit RLC, úloha je redukována na vinutí s periodickou kontrolou indukčnosti.

07.07.2011, 13:42 #9

Běžný Připojen 27.07.2010 Adresa Kakhovka, Ukrajina Věk 62 Příspěvky 1,401 XNUMX

Re: Výpočet induktorů

Zpráva od funky_dennis

LspLAB 3 umí měřit RLC
To mě dělá šťastným. Můžete z tohoto bodu uvést více podrobností? Jak se to dělá?
07.07.2011, 15:07 #10

• Zobrazení profilu
• Příspěvky na fóru
• Domovská stránka
• Témata vytvořena

Častý host Registrace 06.05.2005 Adresa Omsk Věk 42 Zprávy 491

Re: Výpočet induktorů

V nastavení nastavte režim měření impedance.

Nastavte metodu Z na „Konstantní napětí“, klikněte na kalibrovat Z, poté vypočítejte poměr,
tkaničky zapájíme podle schématu, které nám bylo ukázáno (cívku není třeba pájet), R2 a R3 je třeba vzít tak, aby byly přibližně 10:1, R1 = 0.47 Ohm. Zastíňte vodiče vedoucí od rezistorů ke vstupu zvukové karty a přilepte je ke 3.5 jacku (nebo podle toho, jaký je vstup na zvukové kartě). to vše pak zapojte podle schématu.

klikněte na LCR v horní části panelu

připojte místo cívky odpor, zadejte jeho odpor do okénka, zkalibrujte, připevněte cívku na tkaničky a stiskněte GO! Sám řekne, že je L a ukáže indukčnost. Můžete si vybrat frekvenci, při které máte zájem o indukčnost.

A jako vedlejší efekt dostanete přístroj na měření impedance.

07.07.2011, 18:44 #11

Běžný Připojen 27.07.2010 Adresa Kakhovka, Ukrajina Věk 62 Příspěvky 1,401 XNUMX

Re: Výpočet induktorů

funky_dennis,
Děkuji mnohokrát, milý člověk!
I když jsem žil dvakrát tak dlouho než vy, stále mě nenaučili takové moudrosti. Ale to je v pořádku, myslím, že na to přijdu. Není zde nic složitého.
Nainstaloval jsem program a začínám ho postupně ovládat.

09.07.2011, 14:51 #12

Registrace nováčka 25.10.2008. 40. 90 Adresa Bryansk Věk XNUMX Zprávy XNUMX

Re: Výpočet induktorů

Na cívky složitého tvaru nebo s jádrem používám Femm, na složitější věci Comsol Multiphysics. Pro jednoduché cívky bez jádra se výše uvedené programy dobře hodí: s precizně vyrobeným rámem není potřeba ani seřizování.

09.07.2011, 19:51 #13

Běžný Připojen 27.07.2010 Adresa Kakhovka, Ukrajina Věk 62 Příspěvky 1,401 XNUMX

Re: Výpočet induktorů

To je všechno dobré. Ale stále jsem nedostal odpověď na otázku:
— Jak vypočítat indukčnost cívky vinuté dvojitým (trojitým) drátem? Alespoň přibližně.
A ještě jedna otázka.
Tady:
http://www.aie.sp.ru/Calculator_inductance_coil.html
Pro výpočet indukčnosti je k dispozici kalkulačka. Když ale porovnám jeho výsledky s výsledky výpočtů v programu Mulka CoilCalc_1.02b, pak jsou (výsledky) velmi, velmi odlišné. kde je pravda? Osvětlit nevědomé.
Měření v LspLAB 3 jsem zatím nezkoušel.

09.07.2011, 20:33 #14

• Zobrazení profilu
• Příspěvky na fóru
• Domovská stránka
• Témata vytvořena

Častý host Registrace 06.05.2005 Adresa Omsk Věk 42 Zprávy 491

Re: Výpočet induktorů

Zpráva od labuch60

Měření v LspLAB 3 jsem zatím nezkoušel
Dnes jsem zkusil ARTA, je to ještě jednodušší. Kabel je jednodušší, není potřeba zesilovač. Čtěte zde
09.07.2011, 20:35 #15

Pravidelná registrace 07.07.2009. 6,495. XNUMX Zprávy XNUMX XNUMX

Re: Výpočet induktorů

Používám CEC kalkulátor (crossover element calculator), má fungující vzorce, sám jsem je počítal a dělal cívky, vše odpovídá.
Nevím, jaký máš problém.
A ohledne dvojtrojiteho lanka, kdo ti brani si to sam kroutit a merit priblizny prumer, tak to je taky problem. Každopádně je potřeba cívku poté ještě upravit. Mimořádná přesnost – jsou zde pouze na jednom známém místě.

09.07.2011, 20:52 #16

• Zobrazení profilu
• Příspěvky na fóru
• Domovská stránka
• Témata vytvořena

Častý host Registrace 06.05.2005 Adresa Omsk Věk 42 Zprávy 491

Re: Výpočet induktorů

Zpráva od Boca

Každopádně je potřeba cívku poté ještě upravit
Mimochodem, ano, zejména v obvodech odmítače. Je tam jen mikrofon.
09.07.2011, 21:20 #17

Pravidelná registrace 07.07.2009. 6,495. XNUMX Zprávy XNUMX XNUMX

Re: Výpočet induktorů

A vinutí 3 dráty je dobrá věc, hlavně když pak cívku slepíš, dostaneš monolit, pohoda, viděl jsem takové cívky, dělal je Jensen, krásky, červený drát, třížilový litz a vše je vlepeno do kamene.

09.07.2011, 22:18 #18

Starý známý Registrace 14.11.2009 Adresa Alexandria. UA Věk 52 Příspěvky 607

Re: Výpočet induktorů

Zpráva od labuch60

— Jak vypočítat indukčnost cívky vinuté dvojitým (trojitým) drátem? Alespoň přibližně.

Indukčnost se počítá pro jeden drát, ale můžete ho namotat na dva, tři i více, při změně se hodnocení změní jen nepatrně. Ale u AC filtrů je často důležitý také faktor kvality cívky. Vodiče proto vybíráme tak, aby se činný odpor mírně lišil, a to do 10 %. To lze odhadnout na základě průřezu vodičů.

09.07.2011, 23:01 #19

Běžný Připojen 27.07.2010 Adresa Kakhovka, Ukrajina Věk 62 Příspěvky 1,401 XNUMX

Re: Výpočet induktorů

Zpráva od Boca

A ohledne dvojtrojiteho lanka, kdo ti brani si to sam kroutit a merit priblizny prumer, tak to je taky problem.

Problém je, že nejsou k dispozici dráty o velkém průměru a ve filtrech výkonných reproduktorů (400 W), zejména v nízkofrekvenční sekci se zatěžovacím odporem 4 Ohmy, to vadí. Pro snížení ztrát by měl být drát co nejtlustší. A tak vznikl nápad vyrobit nízkofrekvenční filtrační cívky z drátu o průměru 1 mm, ale ve dvou, možná i třech drátech. A jak odhadnout indukčnost takové cívky – netuším.

Zpráva od kozák

Indukčnost se počítá pro jeden drát, ale můžete ho namotat na dva, tři i více, při změně se hodnocení změní jen nepatrně.

No, jak je to možné? Pokud počítáte pro jeden drát, pak se krok navíjení, pokud není roven 0, velmi blíží 0. A pokud namotáte dva dráty, pak bude krok navíjení pro každý drát jiný (přibližně stejný jako průměr drátu). A pokud je krok vinutí jiný, pak indukčnost není vůbec stejná jako ve výpočtech pro jeden drát.
Jaká hádanka, sakra.

10.07.2011, 01:21 #20

Starý známý Registrace 14.11.2009 Adresa Alexandria. UA Věk 52 Příspěvky 607

Re: Výpočet induktorů

Zpráva od labuch60

No, jak je to možné? Pokud počítáte pro jeden drát, pak se krok navíjení, pokud není roven 0, velmi blíží 0. A pokud namotáte dva dráty, pak bude krok navíjení pro každý drát jiný (přibližně stejný jako průměr drátu). A pokud je krok vinutí jiný, pak indukčnost není vůbec stejná jako ve výpočtech pro jeden drát.
Jaká hádanka, sakra.

Krok vinutí bude také blízko 0, protože dva vodiče budou zapojeny paralelně, to znamená, že je lze v první aproximaci považovat za jeden vodič. Indukčnost se samozřejmě kvůli zvětšení délky cívky poněkud sníží, ale to platí pouze pro jednovrstvou cívku. U vícevrstvé vrstvy bude toto vše do značné míry vyrovnáno, protože délka cívky bude stejná a zvýší se pouze tloušťka cívky, indukčnost se sníží o ne více než 0,5 až 2%, v důsledku zvětšení rozměrů cívky se sníží tok mezi závity.
Naviňte dvě malé zkušební cívky alespoň ve třech vrstvách pro jednodrát, dodržujte poměr měděného průřezu a pevnou délku vinutí a přesvědčte se o tom. Drát lze vzít malého průřezu a je vhodné použít pár malých stejných rámečků – např. z pancéřových nebo jiných jader a změřit indukčnost.

Obecně platí, že je potřeba navinout ještě několik závitů (asi o 5 %), abyste jej pak odvíjením upravili na požadovanou hodnotu.