3.4 Катушки индуктивности с сердечником

Катушки без сердечников мало пригодны для микроминиатюризации, так как уменьшение диаметра каркаса катушки приводит к необходимости увеличения количества витков. Но тогда для сохранения малых размеров катушек приходится использовать тонкий привод. При этом добротность и стабильность оказываются низкими. Поэтому для улучшения характеристик катушки было предложено использовать сердечники с высокой проницаемостью и малыми потерями на радиочастоте.

Первоначально в качестве материала для таких сердечников использовалось карбонильное железо, затем альсифер, а в настоящее время все шире применяются ферриты. Введение сердечника позволяет уменьшить количество витков при той же индуктивности. Сердечник, имеющий магнитную проницаемость μ, увеличивает индуктивность в μ раз, а добротность увеличивает в раз.

Характеристики сердечника определяются как материалом, из которого он изготовлен, так и конструкцией, формой и соотношением размеров сердечника и катушки. Наибольшее применение в радиочастотных катушках получили тороидальные, броневые и цилиндрические сердечники.

О сновным методом повышения проницаемости сердечника является придание ему такой формы, при которой магнитные силовые линии практически полностью проходят путь по магнитному материалу с высокой проницаемостью. Это, например, броневой сердечник (рис. 3.2). Для удобства изготовления катушки и сборки броневые сердечники собирают из двух частей, что неизбежно приводит к появлению воздушного зазора. Броневые сердечники с зазором обозначаются СБ-9а, без зазора – СБ-9б.

Для обеспечения максимального прохождения магнитных силовых линий по материалу с высокой проницаемостью и исключения зазоров применяют тороидальные сердечники (рис.3.3) с равномерной намоткой. При этом проницаемость сердечника практически равна проницаемости материала. Обозначается: КD1D2h,

где D1 – внешний диаметр,

D2 – внутренний диаметр,

h – высота.

Цилиндрические сердечники (рис. 3.4) бывают гладкими (СЦГ), полыми (СЦП), с резьбой (СЦР).

Для улучшения магнитных свойств в катушке индуктивности используют подстрочные сердечники, которые позволяют управлять индуктивностью.

3.5 Конструкция катушек индуктивности

В конструкцию катушек индуктивности входят:

- каркас (из пластмассы или керамики), на который наматывается провод с изоляцией. Изоляция проводов может быть в виде тонких пленок или собственного оксида;

- выводы для соединения внешней схемы с катушкой индуктивности;

- элементы герметизации для защиты от внешнего воздействия (имеются не всегда);

- элементы электромагнитной защиты (если необходимо).

4 Трансформаторы

4.1 Классификация трансформаторов

Трансформатор – это электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмотки и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока.

Трансформаторы делятся на:

- трансформаторы питания,

- трансформаторы согласования.