Электроника:Постоянный ток/Катушки индуктивности/Практические соображения – Катушки индуктивности

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 656.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Практические соображения – Катушки индуктивности[1]

Индукторы, как и все электрические компоненты, имеют ограничения, которые необходимо учитывать для обеспечения надёжной и корректной работы схемы.

Факторы, влияющие на индуктивность

Номинальный ток

Поскольку катушки индуктивности состоят из спиралевидных проводов, а токопроводящая способность любого провода ограничена его сопротивлением и способностью рассеивать тепло, следует обращать до́лжное внимание, какова максимальная сила тока, который будет проходить через индуктивный элемент.

Эквивалентная схема

Поскольку проволока катушки имеет некоторое сопротивление, а конструктивные ограничения схемы обычно требуют, чтобы индуктивный элемент имел минимальные (насколько получится) размеры, не существует такой вещи, как «идеальный» индуктор. Провод катушки индуктивности обычно имеет заметное последовательное сопротивление, и слишком близкое расстояние между (разделенными изоляцией) витками катушки может привести к существенной паразитной электроёмкости, что повлияет на её сугубо индуктивные характеристики.

В отличие от конденсаторов, для которых побочные эффекты относительно легко свести к нулю, с индукторами в этом плане сложнее. И иногда эти нежелательные явления представляют значительные технические проблемы.

По этой причине, при компоновке реальной цепи, содержащей индуктивные компоненты, им (цепям) соответствует не буквальные, а эквивалентные схемы, включающие реально не существующие элементы, которые отображают вышеупомянутые паразитные эффекты.

Размер индуктора

Индукторы, как правило, имеют гораздо бо́льшие физические размеры, чем конденсаторы, для хранения такого же количества энергии. Это особенно актуально, учитывая последние достижения в технологиях изготовления электролитических конденсаторов, позволяющие хранить невероятно большие значения ёмкости в компактном корпусе. Если разработчику схем необходимо держать большое количество энергии при остром дефиците места, и при этом возможен выбор между конденсатором и индуктором, то он или она, скорее всего, выберет именно конденсатор.

Заметным исключением из этого правила являются устройства, где предполагается очень большая электроёмкость/индуктивность для хранения электрической энергии: катушки индуктивности, сделанные из сверхпроводящего провода (имеющего почти нулевое сопротивление), более практичны в изготовлении и безопасны в эксплуатации, в отличие от конденсаторов с эквивалентными характеристиками. Да и в подобных случаях, как правило, у индуктора будет выигрыш по размерам по сравнению с эквивалентным конденсатором.

Влияние на другие элементы цепи

Катушки индуктивности воздействовуют на близлежащие компоненты на печатной плате своими магнитными полями, которые могут распространяться на значительные расстояния по сравнению с размерами самого индуктора. Это особенно актуально, если на печатной плате индуктивные элементы расположены рядом друг с другом. Если магнитные поля двух или более катушек индуктивности «пересекают» проводные витки друг друга, в цепи будет присутствовать взаимная индуктивность, а также самоиндукция, что вполне может вызвать нежелательные эффекты.

Это ещё одна причина, по которой разработчики схем предпочитают конденсаторы вместо катушек индуктивности: конденсаторы в пределах своих корпусов содержат свои электрические поля и поэтому обычно не создают каких-либо «взаимных» эффектов со своими соседями по плате.

См.также

Внешние ссылки