インダクタ

インダクタを使用すると、電気エネルギーを磁場に蓄えることができます。典型的な用途は、平滑化フィルターやさまざまな選択回路です。

誘導コイルの電気的特性は、その設計、磁気コアの材料特性とその構成、コイルの巻き数によって決まります。

インダクタを選択する際に考慮すべき主な要素を以下に示します。

a) インダクタンスの必要な値 (H、mH、mkГ-n. nHn)、

b) 最大コイル電流。高電流は過剰な加熱により巻線の絶縁を損傷するため、非常に危険です。また、電流が大きすぎると磁気回路が磁束で飽和し、インダクタンスが大幅に低下する場合があります。

(c) インダクタンスの精度、

d) インダクタンスの温度係数、

e) 安定性はインダクタンスの外部要因への依存性によって決まります。

f) 巻線の有効抵抗、

g) コイルの Q ファクター。通常、動作周波数における誘導抵抗と能動抵抗の比として定義されます。

h) コイルの周波数範囲。

RF インダクタは現在、1 μH ～ 10 mH のインダクタンスを持つ固定周波数値で製造されています。共振回路を同調するには、調整可能なインダクタンスを持つコイルを使用することが望ましいです。

開磁気回路を備えた単層インダクタは、機器の同調回路に使用されます。

多層開磁気回路巻線はフィルターや高周波トランスに使用されます。フェライトコアを備えた装甲多層インダクターは、低域および中域のフィルターおよびトランスに使用され、スチールコアを備えた同様の巻線は、平滑チョークおよびローパスフィルターに使用されます。

インダクタの公式

インダクタの設計に使用される主な近似関係は次のとおりです。

1. 長さと直径の比が 5 より大きい単層インダクタのパラメータは、次のように定義されます。

ここで、L — インダクタンス、μH、M — 巻き数、d — コイル直径、cm、l — 巻線の長さ、を参照してください。

2. 直径と長さの比が 1 より大きい積層インダクタのパラメータは、次のように定義されます。

ここで、L — インダクタンス、μH、n — 巻き数、dm — コイルの平均直径、cm、e — コイルの厚さ、を参照してください。

オープンフェライト磁気回路を備えた単層および多層コイルは、コアの特性と構成に応じて、この 1.5 ～ 3 倍のインダクタンスを持ちます。フェライトコアの代わりに真鍮コアを配置。コアレスの値と比較して、インダクタンスが最大 60 ～ 90% 減少します。

フェライトコアを使用すると、同じインダクタンスを維持しながら巻数を減らすことができます。

低中周波用にインダクタンス100μH～100mHのコイルを製作する場合は、KMシリーズのコアフェライトアーマーコアの使用を推奨します。この場合、磁気回路は並べて取り付けられた 2 つのカップで構成され、これに単一セクションのコイル、2 つの固定ブラケット、および調整ロッドが取り付けられます。

必要なインダクタンスと巻数は次の式から計算できます。

ここで、N は巻き数、L - インダクタンス、nH、Al - インダクタンス係数、nH/vit です。

インダクタンスを計算する前に、特定のコイルに適合する巻き数を決定する必要があることを常に覚えておく必要があります。

ワイヤの直径が小さいほど巻き数は大きくなりますが、ワイヤの抵抗が大きくなり、当然のことながら、Az2Rに等しい放出電力による発熱も大きくなります...コイル電流の実効値は次のとおりです。直径 0.2 mm のワイヤでは 100 mA を超えます。 0.5 mm の場合は 750 mA、1 mm の場合は 4 A。

ちょっとしたメモとヒント

スチールコア巻線のインダクタンスは、巻線の DC 電流が増加すると非常に急速に減少します。これは、電源平滑フィルタを設計する場合に特に考慮する必要があります。

インダクタの最大電流は周囲温度に依存し、温度が上昇するにつれて電流を減少させることができます。したがって、デバイスの信頼性の高い動作を保証するには、大きな電流リザーブを提供する必要があります。

フェライト トロイダル コアは、30 MHz を超えるフィルターやトランスの製造に効果的です。この場合、巻線は数回のターンだけで構成されます。

どのような種類のワイヤを使用しても、磁力線の一部は磁気回路に沿ってではなく、その周囲の空間を通して閉じられます。この影響は、開磁気回路の場合に特に顕著になります。これらの漂遊磁場は干渉源となるため、この干渉を可能な限り軽減するような方法でコアを機器内に配置する必要があることに注意してください。

インダクタには一定の寄生容量があり、コイルのインダクタンスと組み合わせて発振回路を形成します。さまざまなタイプのインダクタに対するこのような回路の共振周波数は、20 kHz から 100 MHz まで変化します。