Inducteurs

Les inducteurs permettent de stocker l'énergie électrique dans un champ magnétique. Les applications typiques sont les filtres de lissage et divers circuits sélectifs.

Les caractéristiques électriques des bobines inductives sont déterminées par leur conception, les propriétés du matériau du noyau magnétique et sa configuration, le nombre de spires de la bobine.

Vous trouverez ci-dessous les principaux facteurs à prendre en compte lors du choix d'un inducteur :

a) la valeur requise de l'inductance (H, mH, mkГ-n. nHn),

b) courant de bobine maximal. Un courant élevé est très dangereux en raison d'un échauffement excessif qui endommage l'isolation des enroulements. De plus, si le courant est trop important, une saturation du circuit magnétique avec le flux magnétique peut se produire, ce qui entraînera une réduction importante de l'inductance,

(c) la précision de l'inductance,

d) coefficient de température de l'inductance,

e) stabilité déterminée par la dépendance de l'inductance à des facteurs externes,

f) résistance active du fil de bobinage,

g) Facteur Q de la bobine. Il est généralement défini à la fréquence de fonctionnement comme le rapport de la résistance inductive et active,

h) plage de fréquences de la bobine.

Des inductances RF sont actuellement produites pour des valeurs de fréquence fixes avec des inductances de 1 μH à 10 mH. Pour accorder des circuits résonnants, il est souhaitable d'avoir des bobines à inductance réglable.

Des inducteurs à une seule couche avec un circuit magnétique ouvert sont utilisés dans les circuits d'accord d'instruments.

Les enroulements de circuit magnétique ouvert multicouches sont utilisés dans les filtres et les transformateurs haute fréquence. Des inductances multicouches blindées avec un noyau de ferrite sont utilisées dans les filtres passe-bas et passe-moyen et les transformateurs, et des enroulements similaires, mais avec un noyau en acier, sont utilisés dans les selfs de lissage et les filtres passe-bas.

Formules d'inducteur

Les principales relations d'approximation utilisées dans la conception des inducteurs sont les suivantes.

1. Les paramètres des inducteurs monocouches, où le rapport de la longueur au diamètre est supérieur à 5, sont définis comme

où L — inductance, μH, M — nombre de spires, d — diamètre de bobine, cm, l — longueur d'enroulement, voir

2. Les paramètres des inducteurs multicouches, où le rapport du diamètre à la longueur est supérieur à 1, sont définis comme

où L - inductance, μH, n - le nombre de tours, dm - le diamètre moyen de la bobine, cm, e - l'épaisseur de la bobine, voir

Les bobines simples et multicouches avec un circuit magnétique en ferrite ouvert auront une inductance de 1,5 à 3 fois celle-ci, selon les propriétés et la configuration du noyau. Noyau en laiton placé à la place du noyau en ferrite. réduira l'inductance jusqu'à 60-90% par rapport à sa valeur sans noyau.

Un noyau de ferrite peut être utilisé pour réduire le nombre de spires tout en conservant la même inductance.

Lors de la production de bobines avec une inductance de 100 μH à 100 mH pour les basses et moyennes fréquences, il est recommandé d'utiliser des noyaux d'armure en ferrite de la série KM. Dans ce cas, le circuit magnétique est constitué de deux coupelles montées côte à côte, auxquelles sont fixées une bobine monobloc, deux pattes de fixation et une tige de réglage.

L'inductance requise et le nombre de tours peuvent être calculés à partir des formules

où N est le nombre de spires, L — inductance, nH, Al — coefficient d'inductance, nH/vit.

Vous devez toujours vous rappeler qu'avant de calculer l'inductance, vous devez déterminer le nombre de spires pouvant tenir sur une bobine donnée.

Plus le diamètre du fil est petit, plus le nombre de spires est important, mais plus la résistance du fil est importante et, bien sûr, son échauffement du fait de la puissance dégagée égale à Az2R... La valeur efficace du courant de la bobine ne doit pas dépasser 100 mA pour un fil de diamètre 0,2 mm. 750 mA — pour 0,5 mm et 4 A — pour 1 mm.

Petites notes et astuces

L'inductance des enroulements à noyau en acier diminue très rapidement à mesure que le courant continu dans l'enroulement augmente. Cela doit être pris en compte en particulier lors de la conception de filtres de lissage d'alimentation.

Le courant maximal de l'inducteur dépend de la température ambiante et permet aux épouses de diminuer à mesure qu'elle augmente. Par conséquent, pour assurer un fonctionnement fiable de l'appareil, une réserve de courant importante doit être fournie.

Les noyaux toroïdaux en ferrite sont efficaces pour fabriquer des filtres et des transformateurs au-dessus de 30 MHz. Dans ce cas, les enroulements ne sont constitués que de quelques tours.

Lorsqu'un type de fil est utilisé, une partie des lignes de champ magnétique est fermée non pas le long du circuit magnétique, mais à travers l'espace qui l'entoure. Cet effet est particulièrement prononcé dans le cas de circuits magnétiques ouverts. A noter que ces champs magnétiques parasites sont des sources d'interférences, il faut donc placer les noyaux dans l'équipement de manière à réduire au maximum ces interférences.

Les inducteurs ont une certaine capacité parasite qui forme un circuit oscillant en combinaison avec l'inductance de la bobine. La fréquence de résonance d'un tel circuit pour différents types d'inducteurs peut varier de 20 kHz à 100 MHz.