Что такое катушка индуктивности
Катушка индуктивности — проводник, свёрнутый в витки, запасающий энергию в магнитном поле при протекании тока. Индуктивность (в генри: мкГн, мГн, Гн) противодействует изменению тока: катушка пропускает постоянный ток и оказывает растущее с частотой сопротивление переменному — противоположно конденсатору. Катушки и дроссели применяют в фильтрах, колебательных контурах, импульсных преобразователях, для подавления помех.
Основные параметры
- Индуктивность L — способность запасать магнитную энергию.
- Добротность Q — отношение реактивного сопротивления к потерям; чем выше, тем острее резонанс контура.
- Ток насыщения — ток, при котором сердечник насыщается и индуктивность падает (критично для дросселей питания).
- Сопротивление обмотки (потери) и собственная ёмкость (задаёт частоту собственного резонанса).
X_L = 2π·f·LСердечники
| Сердечник | Особенности |
|---|---|
| Воздушный (без сердечника) | нет потерь и насыщения, малая L — ВЧ-контуры |
| Ферритовый | большая L в малом объёме, для ВЧ и импульсных |
| Порошковое железо | высокий ток насыщения, дроссели питания |
| Трансформаторная сталь | низкие частоты, сетевые трансформаторы |
Дроссели и трансформаторы
Дроссель — катушка для сглаживания и подавления помех: пропускает постоянную составляющую, задерживает переменную (фильтры питания, помехоподавление). Трансформатор — две (и более) связанные обмотки: передаёт энергию через магнитное поле, изменяя напряжение по коэффициенту трансформации n = U1/U2 = N1/N2, и обеспечивает гальваническую развязку.
Соединение
Последовательно (без связи): L = L1 + L2 + …
Параллельно (без связи): 1/L = 1/L1 + 1/L2 + …Рассчитать индуктивность однослойной катушки по геометрии можно в инструменте расчёта индуктивности, а её работу в контуре — с резонансными контурами.
Частые вопросы
Чем катушка отличается от конденсатора?
Они противоположны: катушка запасает энергию в магнитном поле, пропускает постоянный ток и сопротивляется переменному (растёт с частотой); конденсатор запасает в электрическом поле, блокирует постоянный ток и пропускает переменный (сопротивление падает с частотой).
Что такое ток насыщения дросселя?
Ток, при котором магнитный сердечник насыщается, и индуктивность резко падает. В импульсных БП превышение тока насыщения приводит к скачку тока и выходу из строя — поэтому дроссель выбирают с запасом по току.
Итоги
Катушка запасает энергию в магнитном поле, сопротивляясь изменению тока. Ключевые параметры — индуктивность, добротность и ток насыщения; сердечник задаёт рабочий диапазон и мощность. Вместе с конденсатором катушка образует колебательный контур — основу избирательности.
Смотрите также: Резонансные контуры · Конденсаторы · Расчёт индуктивности.