Шпуля індуктыўнасьці

Шпуля індуктыўнасьці (індуктар) — пасіўны элемэнт электрычнага ланцугу, які мае значную індуктыўнасьць пры адносна вялікай электрычнай праводнасьці й малым актыўным супоры. Можа захоўваць энэргію пры працяканьні электрычнага току. Звычайна шпуля індуктыўнасьці зроблена ў выглядзе некалькіх віткоў дроту, абкручаных вакол фэрамагнітнага сардэчніка. Выкарыстоўваецца для запавольваньня росту току й як кампанэнт вагальнага ланцугу.

Некаторыя шпулі індуктыўнасьці

Для павелічэньня індуктыўнасьці шпуля ў асноўным намотваецца на фэрамагнітны стрыжань. Шпуля без стрыжня называюць саленоідам. Спэцыяльныя шпулі, якія выкарыстоўваюцца ў пэўных электрычных ланцугах, завуць дроселямі.

Любы праваднік мае індуктыўнасьць. Шпуля індуктыўнасьці зьяўляюцца адным з асноўных кампанэнтаў, якія выкарыстоўваюцца ў электроніцы, дзе ток і напруга зьмяняюцца з часам, у сувязі з магчымасьцю шпуляў затрымліваць і зьмяняць зьменныя токі.

Фізычныя прынцыпы

Прынцып працы саленоіда

Магнітнае поле паводле сваёй прыроды зьяўляецца віхравым. Ягоныя сілавыя лініі ёсьць замкнёнымі. Сілавыя лініі магнітнага поля вакол прамога правадніка з токам утвараюць круг. У шпулі індуктыўнасьці праваднік мае такую ​​форму, што ўсярэдзіне шпулі магнітнае поле, створанае кожным ягоным участкам дадаецца, а за межамі шпулі супэрпазыцыя поля, створанага асобнымі вучасткамі правадніка, прыводзіць да ягонага тушэньня.

Дыхтоўнасьць

Дыхтоўнасьць вагальнага контуру вызначаецца галоўным чынам дыхтоўнасьцю шпулі індуктыўнасьці. Дыхтоўнасьць шпулі роўная адносінам ейнай рэактыўнага й актыўнага супору, гэта значыць, на частасьці $\omega$

$Q={\frac {\omega L}{R}}$,

дзе L — індуктыўнасьць шпулі, а R — ейны актыўны супор.

Дыхтоўнасьць шпулі абмежаваная рознымі чыньнікамі. Частка энэргіі магнітнага поля шпулі індуктыўнасьці расходуецца на нагрэў правадніка, таму вялікую дыхтоўнасьць маюць шпулі накручаныя спэцыяльным шматжыльным дротам — ​​літцэндратам. Некаторая частка магнітнага струменя расьсейваецца, не замыкаючыся на віткі шпулі. Ужываючы магнітныя стрыжні, гэтага можна пазьбегнуць і зьменшыць колькасьць віткоў, такім чынам, павысіць ейную дыхтоўнасьць. На дыхтоўнасьць шпулі ўплывае таксама матэрыял каркаса. Найменшыя страты энэргіі даюць каркасы, вырабленыя з матэрыялу, які характарызуецца высокімі дыэлектрычнымі ўласьцівасьцямі, як то з высокачашчыннай керамікі (радыёфарфор, радыёстэатыт), высокамалекулярных матэрыялаў (полістырол, прэспарашкі). Ніжэйшую дыхтоўнасьць маюць шпулі накручаныя на драўляных каркасах, каркасах з гетынаксу, кардону або тэксталіту.

Уласная ёмістасьць

Між віткамі шпулі індуктыўнасьці маеццца некаторая разьмеркаваная ёмістасць. З павелічэньнем колькасьці віткоў расьце й ейная ўласная ёмістасьць, і на пэўнай частасьці шпуля ўяўляе сабой вагальны контур. Найменшую ўласную ёмістасьць маюць аднаслаёвыя шпулі з вызначаным крокам намоткі. Шпулі з намотваньнем унахлыст маюць максымальную ўласную ёмістасьць. Спэцыяльныя віды шматслаёвай намоткі, як то «ўнівэрсал», зьніжаюць уласную ёмістасьць шпуляў. Меншую уласную ёмістасць маюць таксама сэкцыянаваныя шпулі. Наяўнасьць уласнай ёмістасьці прыводзіць да памяншэньня дыхтоўнасьці шпулі, скарачае дыяпазон перакрыцьця контуру па частасьці, памяншае стабільнасьць.

Для паслабленьня павярхоўнага эфэкту абмоткавы дрот шпулек пакрываюць тонкім плястам срэбра й намотваюць лінцэдратам. Для паслабленьня ўзаемадзеяньня паміж шпулямі розных контураў іх экрануюць. Экраны звычайна вырабляюць з алюміна. Мэталічныя экраны, ухіляючы зваротныя сувязі паміж контурамі, пагаршаюць іхныя ўласьцівасьці. Паколькі экран можна замяніць эквівалентным каротказамкнутым вітком, то зразумела, што гэты віток забірае з контуру пэўную частку энэргіі, зьніжаючы тым самым ягоную дыхтоўнасьць. Акрамя таго, экран павышае ўласную ёмістасьць контуру. Мэталічныя экраны памяншаюць таксама велічыню індуктыўнасьці шпулек.

Вонкавыя спасылкі

• Разьлік цыліндрычнай шпулі. NDT.org.ua