Rodzaje cewek, klasyfikacja i sposób ich działania

Przemysł elektroniczny wykorzystuje różne style i typy cewek. Cewki indukcyjne są używane w obwodzie, aby pełnić wiele funkcji w różnych stylach.

Autor: S. Prakash

Niektóre funkcje, które są wykonywane przez niektóre typy plików cewki indukcyjne w obwodzie są usuwaniem i filtrowaniem kolców obecnych na liniach energetycznych.

Z drugiej strony filtry o wysokiej wydajności wykorzystują inne typy cewek.

Istnieją również inne typy cewek, które są używane w różnych innych obszarach, takich jak oscylatory.

Doprowadziło to do produkcji i dostępności cewek różnych typów.

Czynniki, które w większości działają jako czynniki determinujące, na podstawie których rozróżnia się cewki różnych typów, obejmują między innymi wartość, rozmiar, prąd i częstotliwość.

Podstawy cewek

Prawa natury, którymi kierują się wszystkie typy induktorów, są zasadniczo takie same, niezależnie od tego, czy są różnych typów lub mają różne cechy.

Każdy induktor ma podstawową naturę otaczania przewodnika poprzez ustawienie pola magnetyzmu.

Dodatkowo wszystkie induktory mają reaktancję do określonej ilości.

Cewki indukcyjne wykorzystują te podstawowe parametry niezależnie od tego, czy są różnego typu czy mają różne cechy.

Uwaga: Na obwody elektryczne i elektroniczne wpływa jeden podstawowy czynnik, jakim jest indukcyjność. Określona wielkość indukcyjności, która jest związana z cewką lub przewodem, wynika z ustawienia pola magnetycznego wokół niego, gdy występuje przepływ prądu.

Powoduje to magazynowanie energii w polu magnetycznym, co powoduje, że cewka wytwarza odporność na zmiany obserwowane w cewce lub przewodniku.

Rdzenie cewki indukcyjnej

Kształt, w jakim cewki są zwykle wytwarzane, ma „kształt zwinięty”.

Cewki indukcyjne są produkowane w postaci zwojów, ponieważ istnieje powiązanie pola magnetycznego z przerwą między warstwami a uzwojeniami.

Wytwarzanie cewek o dużej pojemności indukcyjnej jest łatwiejszym procesem.

Na indukcyjność cewki indukcyjnej wpływa głównie przepuszczalność medium, w którym cewka jest umieszczona, a tym samym używany jest rdzeń, który biegnie w dół cewki przez jej środek.

Materiały użyte do wykonania rdzenia obejmują materiały magnetyczne, takie jak ferryt i żelazo.

W ten sposób możliwy jest do uzyskania w ten sposób wzrost poziomu indukcyjności.

Należy jednak uważać przy wyborze rdzenia, który będzie używany, ponieważ powinien on zapewniać wysoką wydajność przy zadanym poziomie częstotliwości, mocy i ogólnego zastosowania cewki.

Rdzenie cewek i ich różne typy

W branży dostępnych jest wiele różnych cewek podobnych do innych typów elementów, takich jak kondensatory.

Jednak można napotkać trudność w dokładnym zdefiniowaniu typów cewek indukcyjnych, ponieważ zastosowania, w których są używane, są bardzo różnorodne.

Cewki indukcyjne można ewentualnie zdefiniować poprzez rodzaj materiału ich rdzenia, a zatem są one używane do kategoryzowania cewek i definiowania ich w podstawowej formie.

Należy jednak zauważyć, że nie jest to jedyny sposób kategoryzacji cewek indukcyjnych, ale są one używane na dużą skalę.

Cewka z rdzeniem powietrznym : Aplikacje RF, takie jak nadajniki radiowe a odbiorniki na ogół wykorzystują cewkę indukcyjną z uzwojeniem powietrznym, ponieważ aplikacje te wymagają bardzo małego poziomu indukcyjności.

Istnieje wiele zalet, które przynosi ten induktor z powodu braku cewki.

Jedną z zalet jest to, że nie ma żadnych strat z rdzenia, ponieważ składa się on tylko z powietrza, którego nie można utracić, co z kolei wytwarza Q na bardzo wysokim poziomie, biorąc pod uwagę, że rezystancja cewki lub cewki indukcyjnej jest na niskim poziomie .

Wbrew temu zjawisku można zaobserwować wzrost fizycznego rozmiaru cewki indukcyjnej, ponieważ zwojów obecnych w cewce jest więcej i są one większe, co umożliwia jej uzyskanie indukcyjności na tym samym poziomie.

Cewka z rdzeniem żelaznym : Induktory, które wymagają dużej indukcyjności i dużej mocy, zwykle używają rdzeni żelaznych.

Niektóre dławiki lub cewki audio mogą być wyposażone w żelazny laminat. Ogólnie rzecz biorąc, zastosowanie tego typu cewek jest bardzo ograniczone.

Cewka z rdzeniem ferrytowym: Istnieje wiele różnych typów cewek, które szeroko wykorzystują ferryt jako materiał na rdzeń.

Ferryt jest formą ceramiki z tlenków metali i jest to tlenek żelaza (Fe2O3), na którym jest oparty, wraz z wytłaczaniem lub prasowaniem tlenków niklowo-cynkowych lub alternatywnie tlenków manganu i cynku do wymaganego kształtu.

Cewka proszkowa żelaza: Istnieje również wiele różnych typów cewek, które szeroko wykorzystują proszek żelaza jako materiał do ich rdzenia.

Podobnie jak rdzeń ferrytowy, wzbudnik z proszkiem żelaza jako rdzeniem umożliwia wytwarzanie cewek indukcyjnych lub cewek indukcyjnych o bardzo dużej indukcyjności na stosunkowo małej przestrzeni, zapewniając znaczne podwyższenie przepuszczalności.

Typy mechanicznych cewek indukcyjnych i ich zastosowania

Innym sposobem, poza typem cewki, który może być użyty do kategoryzacji cewek, jest ich mechaniczna konstrukcja. Różne typy standardów stosowanych do rozróżnienia cewek to:

Cewka oparta na szpulce: W cewce na szpuli znajduje się cewka o cylindrycznym kształcie, wokół której nawinięty jest cewka.

Cewka indukcyjna oparta na cewce jest zaprojektowana tak, że może być używana do mocowania płytki drukowanej.

Ten wzbudnik może być również używany do montażu powierzchniowego, ale wadą jest to, że ich rozmiar może być większy, a zatem będzie wymagane ich zamontowanie za pomocą innych środków, które mają charakter mechaniczny.

Istnieją pewne wersje cewki indukcyjnej na szpulce, które są starsze i można stwierdzić, że mają podobieństwo pod względem formatu w porównaniu z normalnymi rezystorami ołowiowymi.

Cewka toroidalna : W tym cewce indukcyjnej zastosowano okrągły wzornik, który jest również znany jako asteroida, wokół której cewka jest nawinięta.

Aby zwiększyć przepuszczalność rdzenia, cewka toroidalna wykorzystuje ferryt do wykonania formy kołowej.

Jedną z zalet, które uzyskuje się dzięki zastosowaniu toroidu jest to, że ten ostatni umożliwia przemieszczanie się strumienia magnetycznego wokół siebie w sposób kołowy, co skutkuje bardzo małym wyciekiem strumienia.

Jedną z wad, które obserwuje się w toroidalnym cewce indukcyjnej, jest to, że istnieje dodatkowe wymaganie dotyczące maszyny nawijającej specjalnie w celu zakończenia procesu produkcyjnego, ponieważ na każdym zwoju wymagane jest, aby przez toroid przeszedł.

Wielowarstwowy ceramiczny induktor : Technologia, w której wielowarstwowy ceramiczny wzbudnik jest stosowany na szeroką skalę, to technologia montażu powierzchniowego.

Cewka indukcyjna jest zwykle wytwarzana przy użyciu materiału ceramicznego magnetycznego, takiego jak ferryt.

Korpus ceramiki zawiera cewkę, która z kolei jest prezentowana na zaślepkach w obwodzie zewnętrznym. Ten proces jest bardzo podobny do tego, który zachodzi w kondensatorach chipowych.

Induktory filmowe: Materiał bazowy, który jest używany w cewkach filmowych, jest folią przewodnika. Następnie wymagany profil przewodnika jest nadawany przez kształtowanie lub wytrawianie folii.

Tak więc, zgodnie z powyższą dyskusją, jest jasne, że istnieje wiele sposobów, w jakie można sklasyfikować wzbudnik.

Każdy z zestawów klasyfikacyjnych ma swoje zalety, dlatego też jest kwintesencją tego, że wybierając dowolną z kategorii klasyfikacyjnych należy wziąć pod uwagę zastosowanie, dla którego wymagany jest wzbudnik.

Użycie nowoczesnych materiałów do produkcji cewek znacząco zapewniło ich wysoką wydajność.

Jednocześnie projektanci obwodów mają o wiele więcej możliwości, włączając w to zastosowania takie jak aplikacje mocy, zwalczanie EMI i aplikacje RF.