Трансформаторы и дроссели низкой частоты

Катушки индуктивности, дроссели и трансформаторы высокой частоты

Катушки индуктивности

Катушка индуктивности – это элемент электрической цепи, способный накапливать магнитную энергию.

В отличие от резисторов и конденсаторов катушки индуктивности являются в основном нестандартными изделиями, и их конструкция определяется назначением конкретного устройства, для которого они предназначаются. У них имеется одна общая особенность - конструк­тивно они имеют узел, выполненный путем намотки обмоточного провода, поэтому их также называют моточные изделия.

Основным параметром катушек является номинальное значение индуктивности катушки -характеризует количество энергии, запасаемой ка­тушкой, при протекании по ней электрического тока. Чем выше ин­дуктивность катушки, тем больше энергия магнитного поля при за­данном значении силы тока. Индуктивность зависит от формы, раз­меров катушки, числа ее витков, а также от размеров, формы и ма­териала ее сердечника. При этом сердечник увеличивает индуктив­ность катушки. Измеряется в микрогенри (мкГ), миллигенри (мГ).

В зависимо­сти оттого, с какой целью и в каких цепях (низкочастотных, высокочастотных, импульсных и т.д.) используются эти узлы и детали, их можно разделить на следующие группы:

- катушки индуктивности, дроссели и трансформаторы высокой частоты;

- трансформаторы и дроссели низкой частоты;

- импульсные трансформаторы;

- отклоняющие системы;

- обмоточные провода электрических аппаратов и машин (реле, электродвигатели, электрогенераторы).

Используются в качестве элементов колебательных контуров для получения магнитной связи между определенными участками электрических цепей или для создания на отдельных участках электрической цепи реактивных сопротивлений индуктивного характера.

Трансформатор - это электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования пе­ременного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Трансформаторы применяют в источни­ках питания, для изменения переменного напряжения, для согласования электрических цепей, гальванической развязки электрических цепей. Одна из обмоток транс­форматора подключается к источнику переменного тока и называется первичной, все остальные обмотки называются вторич­ными.

Низкочастотные трансформаторы под­разделяют на силовые (трансформаторы питания) и сигнальные (согласующие). Трансформаторы, преобразующие им­пульсный сигнал, называют импульс­ными.

Конструктивно трансформатор состоит из двух и более обмо­ток, изолированных друг от друга и магнитопровода (рис. 3).

Принцип действия трансформатора: первичный ток I₁ протекая через витки первичной обмотки W₁, наво­дит в ней и сердечнике переменное магнитное поле, магнитный поток ко­торого Ф пересекает витки вторичной обмотки W₂ и наводит в них переменную ЭДС, возникает напряжение U₂ и ток I₂ через нагрузку R_н.

 

Рисунок 3 - Трансформатор

В зависимости от коэффициента трансформации n=U₁/U₂ различают понижающие (n>1), повышающие (n<1) и согласующие(n=1) трансформаторы.

На практике кроме трансформаторов применяют автотрансфор­маторы. Они имеют одну обмотку и большое количество выходных от­водов или подвижный выходной контакт, перемещающийся по виткам ка­тушки. Это позволяет плавно или небольшими скачками (дискретно) из­менять выходное напряжение. У автотрансформаторов по сравнению с трансформаторами имеется недостаток - отсутствует электрическое раз­деление (развязка) первичной и вторичных цепей. Параметры и конструк­ции автотрансформаторов и трансформаторов аналогичны.

Дроссели низкой частоты (НЧ) представляют собой реак­тивные индуктивные сопротивления, зависящие от значения индуктивно­сти обмотки и частоты переменного тока (X = 2nfL). Они применяются в выпрямителях для сглаживания пульсаций выпрямленного тока, в различ­ных низкочастотных корректирующих LC-цепях для изменения частот­ных характеристик устройств. Дроссели низкой частоты по конструкции похожи на трансформаторы, но имеют одну обмотку.