Для чего нужен дроссель в электронике: что это такое и принцип работы

Основные понятия в электронике

Английский физик Уильям Гилберт считается основоположником открытия электричества. В 1600 году он ввел понятие «янтарь», что означает электричество. Ученые в опытах с янтарем обнаружили, что если его тереть о шелк, он приобретает свойства притягивать к себе другие физические тела. Так было открыто статическое электричество. Первый электромобиль создал немецкий инженер Отто фон Герике. Устройство выглядело как металлический столб с шаром серы наверху.

В последующие годы различные физики и инженеры из разных стран исследовали свойства электричества, открывая новые явления и изобретая устройства. Наиболее видными учеными, внесшими значительный вклад в науку, являются Гальвани, Вольт, Эстред, Ом, Фарадей, Герц, Ампер. Признавая важность его открытий, фундаментальные величины, характеризующие различные электрические явления, были названы своими именами.

Результатом его экспериментов и теоретических догадок стали работы Максвелла, создавшего теорию электромагнитных явлений в 1873 году. А через двадцать лет англичанин Томсон открыл частицу, участвующую в образовании электричества (электрон), положение которой в структуре атомное строение тела было указано позже Резерфордом.

Так было обнаружено, что электрический заряд — это способность физических тел создавать вокруг себя особое поле, воздействующее на другие вещества. Электричество связано с магнетизмом, влияющим на положение электронов, являющихся элементарными частицами тела. Каждая из этих частиц обладает определенной (потенциальной) энергией и может беспорядочно перемещаться по телу.

Придание электронам направленного движения приводит к возникновению тока. Работа, совершаемая для перемещения элементарной частицы, называется напряжением. Если ток течет в замкнутой цепи, то он создает магнитное поле, то есть силу, действующую на электроны.

Все вещества делятся на три типа:

• проводники – это тела, свободно пропускающие через себя ток;
• диэлектрики – в этих телах невозможно появление свободных электронов, а значит, через них не может протекать ток;
• полупроводники — это материалы, способность которых проводить ток зависит от внешних факторов, таких как температура.

Характеристика, показывающая способность тела проводить ток, называется проводимостью, а величина, обратная ей, называется сопротивлением.

Активное сопротивление

В конечном итоге на протекание электрического тока влияют три физические величины: сопротивление, индуктивность и емкость. У каждого радиоэлемента (не исключение и дроссель) они есть в той или иной степени.

Активное сопротивление — это величина, препятствующая прохождению тока и равная отношению между разностью потенциалов и силой тока (закон Ома). Его суть объясняется тем, что кристаллическая решетка различных физических тел содержит разное количество свободных носителей заряда. Кроме того, сама структура может быть неоднородной, т.е содержать примеси или дефекты. Электроны, двигаясь под действием поля, сталкиваются с ними и передают часть своей энергии кристаллам тела.

В результате таких столкновений частицы теряют импульс и ток уменьшается. Рассеиваемая электрическая энергия преобразуется в тепло. Предмет, использующий естественные свойства физического тела, называется резистором.

Что касается индуктора, то его активное сопротивление считается паразитным, вызывающим нагрев и ухудшение параметров. Это зависит от типа материала и его физических размеров.

Определяется по формуле R = p*L/S, Ом, где:

• р — удельное сопротивление (справочное значение), Ом*см;
• L — длина проводника, см;
• S – площадь поперечного сечения, см2.

Ёмкостная составляющая

Любой проводник с током в той или иной степени обладает свойством накапливать электрический заряд. Эта способность называется способностью элемента. Для одних радиодеталей он считается вредным компонентом (в частности, для дросселя), а для других полезным (конденсатор). Эта концепция известна как реактивное сопротивление. Его значение зависит от типа сигнала, подаваемого на элемент, и мощности материала, из которого он изготовлен.

Вас заинтересует обозначение единицы измерения Вт (ватт)

Математически реактивное сопротивление описывается выражением Xc = 1/w*C, где:

• w — циклическая частота, скалярная угловая величина, определяемая числом колебаний сигнала в единицу времени (2*p*f), Гц;
• С – емкость элемента, Ф.

Из формулы видно, что чем выше емкость и частота тока, тем выше сопротивление элемента, а значит, будет нагреваться дроссель, имеющий большую емкость. Значение емкости в индукторе зависит от размера проводника и способа его размещения. При спиральной намотке между соседними кольцами возникает емкость, которая также влияет на протекающий ток.

Паразитная составляющая емкости также проявляется в образовании собственного произведения резонанса, поскольку дроссель в схеме замещения можно представить как последовательную цепочку из индуктивности и конденсатора. Такое включение создает колебательный контур, работающий на определенной частоте. Если частота сигнала ниже резонансного значения, то будет преобладать индуктивная составляющая, а если выше — емкостная.

Поэтому существенной задачей изготовления дросселей в электронике является увеличение собственного резонанса конструкции.

Индуктивность и самоиндукция

Электрическое поле неразрывно связано с магнитным полем. Где есть одно, всегда появляется другое. Индуктивность — физическая величина, характеризующаяся накоплением энергии, но в отличие от емкости эта энергия является магнитной. Его величина зависит от магнитного потока, создаваемого силой тока, протекающего через радиоэлемент. Чем выше сила тока, тем сильнее магнитный поток, пронизывающий изделие. От этого потока зависит интенсивность накопления энергии элементом.

Математическая формула нахождения индуктивности L = F/I, где:

• F – магнитный поток, Вб;
• I — ток, протекающий через элемент, А.

Индуктивность измеряется в Генри (Гн). Таким образом, индуктор в момент протекания через него тока создает магнитный поток, равный одному Веберу (Вб).

Сопротивление, обеспечиваемое катушкой индуктивности, сильно зависит от частоты подаваемого сигнала. Для его расчета используется выражение XL = w * L. То есть для постоянного тока он равен нулю, а для переменного тока зависит от его частоты. Другими словами, для высокочастотного сигнала элемент будет иметь большое сопротивление.

Физический процесс, который наблюдается при прохождении переменного тока через индуктивность, можно описать следующим образом: в течение первой декады сигнала (ток увеличивается) магнитное поле интенсивно потребляет энергию из электрической цепи, а в последнюю декаду (ток увеличивается) уменьшается), возвращает его, поэтому в течение периода шага мощность не потребляется.

Но эта модель подходит идеальному элементу, ведь часть энергии превращается в тепло. То есть возникают потери, характеризующиеся добротностью Q, определяемой соотношением между полученной и произведенной энергией.

При изменении тока, протекающего по проводнику в цепи, возникает электродвижущая сила индукции (ЭДСИ) — самоиндукция. Другими словами, переменный ток изменяет величину магнитного потока, что в итоге приводит к возникновению ЭДСИ. Этот эффект проявляется в замедлении процессов возникновения и затухания тока. Амплитуда самоиндукции пропорциональна величине тока, частоте сигнала и индуктивности. Его фазовый сдвиг по отношению к сигналу составляет 90 градусов.

Что такое дроссель, внешний вид и устройство

Дроссель — это тип индуктора; это специальный медный провод, намотанный на сердечник. Но не все так просто, они тоже бессердечные, их называют бескаркасными или воздушными. Внешне некоторые напоминают трансформер. Разница в том, что индуктор имеет только одну обмотку, а трансформатор — две или более. Если выходов всего два, то перед вами точно не трансформатор.

Дроссели без сердечника представляют собой спирально намотанную проволоку. Как выглядит дроссель в электротехнике, мы выяснили, теперь поговорим о его конструкции.

Что такое дроссель: это спирально намотанная медная проволока с сердечником или без него

Как уже упоминалось, катушка индуктивности может иметь или не иметь сердечник. Сердечник может быть изготовлен из проводящего, металлического или, возможно, магнитного материала. Наличие или отсутствие сердечника, а также его тип (не только материал, но и форма) влияют на параметры индуктора.

Элементы без сердечника используются для обрезания высоких частот, с сердечником чаще используются для накопления энергии. Есть еще один момент: если сравнивать дроссели с одинаковыми параметрами с сердечником и без него, то те, что с сердечником, гораздо меньше по размерам. Чем лучше проводимость сердечника, тем меньше проволока и меньше элемент.

Схематическое изображение дросселя с магнитопроводом и без него

Несколько слов о проводе, используемом для намотки катушки индуктивности. Это специальный изолированный кабель. Изоляция: тонкий слой диэлектрического лака, он незаметен, но хорошо изолирует. Поэтому при самостоятельной намотке катушки не используйте обычный провод, только специальный, покрытый изоляцией.

Катушка индуктивности на схеме обозначена полуволновым графическим изображением. Если у него есть магнитный сердечник, добавляется черта. Если требуется какой-либо специальный металл, это также указывается рядом со схемой. Также можно указать диаметр кабеля (L1).

Для чего нужен дроссель

Типы дросселей

Дроссель используется вместо последовательного резистора, так как он обеспечивает лучшую фильтрацию (меньше остаточных пульсаций переменного тока в источнике питания, что означает меньше шума на выходе усилителя) и меньшее падение напряжения. «Идеальный» индуктор должен иметь нулевое сопротивление постоянному току.

При использовании более крупного резистора быстро достигается точка, в которой падение напряжения достигает максимальных значений, и, кроме того, «падение» источника питания становится значительным, поскольку разница в токе между полной выходной мощностью и мощностью холостого хода может быть значительной, особенно в усилителе класса AB.

Существует две распространенные конфигурации источника питания: вход конденсатора и вход дросселя.

Входной фильтр конденсатора не обязательно должен иметь дроссель, но он необходим для дополнительной фильтрации. Дроссельный блок питания по определению должен быть оснащен дросселем.

Блок питания с дросселем

На входе конденсатора сразу после выпрямителя будет фильтрующий конденсатор. Тогда у вас может быть или не быть второго фильтра, состоящего из последовательного резистора или катушки индуктивности, за которой следует еще один конденсатор. Сеть колпачок-индуктор-колпачок широко известна как сеть пи-фильтра. Преимущество емкостного входного фильтра заключается в более высоком выходном напряжении, но он имеет более низкое регулирование напряжения, чем входной фильтр с индуктором.

Индуктивный источник питания будет иметь индуктор сразу после выпрямителя. Основным преимуществом входной мощности дросселя является лучшее регулирование напряжения, но за счет гораздо более низкого выходного напряжения. Входной фильтр индуктивности должен иметь определенный минимальный ток, протекающий через него, чтобы поддерживать регулирование.

Дроссель на собранном устройстве

Пример:

Разница напряжений между двумя типами фильтров может быть довольно большой. Например, предположим, что у вас есть трансформатор 300-0-300 и двухполупериодный выпрямитель.

Если вы используете конденсаторный входной фильтр, вы получите максимальное постоянное напряжение без нагрузки 424 вольта, которое упадет до напряжения, зависящего от тока нагрузки и сопротивления вторичных обмоток.

Если вы используете тот же трансформатор с входным фильтром дросселя, максимальное выходное напряжение постоянного тока будет 270 В и будет намного более регулируемым, чем входной конденсаторный фильтр (меньшие колебания напряжения питания при изменении тока нагрузки).

Устройство

Катушка индуктивности — устаревшее название, в настоящее время более известная как индуктор, по сути, это составная часть электрической цепи, спиралевидная, спиралевидная или винтовая катушка намотанного изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно небольшой емкости и малом сопротивлении активный. В результате при протекании по катушке переменного электрического тока наблюдается ее значительная инерционность. Он состоит из следующих элементов:

1. Катушка, в которой намотан изолированный медный или алюминиевый провод. В основном используется медная проволока. Алюминий используется в бюджетных и недорогих компонентах, чтобы удешевить производство устройства и снизить его конечную цену.
2. Ферритовый сердечник. Применяются также сердечники из диэлектрических материалов, которые изменяют свои свойства при взаимодействии с электрическим током.
3. Контакты подключения.

Устройство дросселя очень похоже на трансформатор. Основным отличием является наличие одного ряда обмоток. Дроссели также можно распаковать. Такие устройства используются в высокочастотных цепях.

Катушка также может быть выполнена без магнитопровода, установленного внутри. Устройства без сердечника более громоздки, так как эта конструкция требует гораздо большего количества витков в катушке.

Обычный электронный дроссель имеет обозначение на схеме в виде волнистой линии. Если дроссели снабжены магнитопроводом, волнистую линию дополняют прямой.

Основные параметры электрического дросселя зависят от его индуктивности, которая измеряется в Генри («Гн»). Элемент также имеет следующие характеристики: сопротивление при работе на постоянном токе, добротность, ток смещения и переменную величину напряжения.

Низкочастотные устройства

Обмотки этих устройств намотаны на сердечнике, собранном из пластин трансформаторной стали. Пластины покрыты лаком, чтобы изолировать их друг от друга. Переменное магнитное поле наводит в магнитопроводе ЭДС, поэтому потери тепла становятся неоправданно большими. Для их уменьшения не используются голые пластины, а также сплошной металлический сердечник.

Внешне такое устройство похоже на трансформатор. Обмотка может быть намотана без сердечника. Такие устройства используются для ограничения тока короткого замыкания.

Высокочастотные элементы

Катушки, предназначенные для работы в сетях ВЧ, наматывают на стальных ферритовых сердечниках, а также совсем без них.

Обмотка бывает однослойной и многослойной, односекционной и многосекционной. Внешне они могут иметь вид трансформатора, резистора или конденсатора с соответствующей маркировкой. Например, так выглядит элемент R68.

Стартеры Osram (СТ 111, СТ 151, Россия) имеют корпус из негорючего макролонового диэлектрика и снабжены фольгированным витковым конденсатором.

Стартеры люминесцентных ламп

Зажигание накала люминесцентных ламп, подключенных к сети переменного тока частотой 50 (60) Гц, осуществляется с помощью стартеров, установленных в системе электромагнитных балластов (Empra). Кроме стартера ЭПР содержит электромагнитный балласт (дроссель) и конденсатор.

Стартер для люминесцентных ламп представляет собой миниатюрную газоразрядную лампу с тлеющим разрядом. Он состоит из стеклянной колбы, наполненной инертным газом (гелий-водород или неон). В колбу помещают два электрода. В случае асимметричной конструкции запуска один электрод неподвижен, а второй подвижен. Подвижный электрод изготовлен из биметалла. Получила распространение симметричная конструкция стартера с двумя подвижными биметаллическими электродами.

Принцип работы стартера

Время замкнутого состояния пусковых электродов определяет продолжительность нагрева катодов ламп. В результате окончания тлеющего разряда пускателя с замкнутыми контактами через определенное время биметаллические электроды остывают, разворачиваются и размыкаются. Именно этот пробой электрической цепи приводит к высоковольтному импульсу от дросселя, имеющего большую индуктивность, и включает люминесцентную лампу.

При работе лампы сила тока электрической цепи определяется номинальным рабочим током лампы, а падение напряжения электрической сети распределяется между дросселем и лампой примерно в равных частях. Напряжение на пускателе, включенном параллельно с лампой, становится недостаточным для образования тлеющего разряда, поэтому электроды пускателя во время зажигания люминесцентной лампы остаются разомкнутыми.

Зажигание багажника

Надежная работа системы зажигания пусковых ламп зависит от величины напряжения в электрической сети. Когда напряжение уменьшается, время нагрева биметаллических электродов увеличивается. При снижении напряжения до значений ниже 80% от номинального пусковые электроды перестают контактировать и лампа не загорается.

Срок службы стартера и замена

Большой разброс продолжительности контакта пусковых электродов часто не обеспечивает условий для начального прогрева катодов ламп. Возгорание лампы, происходящее после нескольких попыток, сокращает срок ее службы. Для снижения вероятности этих негативных явлений рекомендуется своевременно заменять пускатели и подбирать их в светильнике.

Пускатель при изготовлении монтируется на диэлектрическую панель с двумя контактными разъемами и помещается в пластиковый или металлический корпус. В этом же корпусе размещен небольшой конденсатор, включенный параллельно контактам пускателя.

Производители стартеров для люминесцентных ламп

Производители разных стран и фирм выпускают пускатели 20С-127, 80С-220, С10, С2, ФС-2, ФС-У, СТ111, СТ151. Зажигание ламп, подключенных к сети переменного тока по одиночной или параллельной цепи, осуществляется пускателями, предназначенными для подключения мощных ламп (от 4 до 80 Вт) напряжением 220 — 240 В (80С-220, С10, ФС-У, ST111). В схеме последовательного включения применяются пускатели 20С-127, С2, ФС-2, СТ151, которые зажигают лампы мощностью от 2 до 22 Вт, на номинальное напряжение 110 — 130 В.

Стартеры Philips (S 2, S 10, Нидерланды) изготавливаются в огнестойком корпусе из поликарбоната. Они отличаются высокой надежностью, отсутствием свинца, радиоактивных изотопов и практичным дизайном. Они обеспечивают точное время начального нагрева катодов и достижения максимального напряжения для зажигания ламп.

Стартеры Osram (СТ 111, СТ 151, Россия) имеют корпус из негорючего макролонового диэлектрика и снабжены фольгированным витковым конденсатором.

В обозначении пускателей на корпусе обычно указывают номинальную мощность и рабочее напряжение горящих ламп.

Короткое замыкание — это соединение между двумя точками одной и той же цепи с разными значениями потенциала. Короткое замыкание может произойти из-за некачественной изоляции или механического повреждения ее целостности. Для поддержания работоспособности электроприборов и оборудования, подключенного к сети, применяется токоограничивающий дроссель РТ

Свойства, назначение и функции

Теперь давайте посмотрим, что такое дроссель с электрической точки зрения. Если кратко, то это элемент, сглаживающий ток в цепи, что хорошо видно на графике. Если подать на него переменный ток, то мы увидим, что напряжение в катушке нарастает постепенно, с некоторой задержкой. После снятия напряжения в цепи некоторое время течет ток. Это происходит потому, что поле катушки продолжает «выталкивать» электроны из-за накопленной энергии. То есть ток не может мгновенно появляться и исчезать в дросселе.

Ток в дросселе плавно увеличивается и также постепенно уменьшается. Глядя на эти графики, видно, что дроссель — это элемент, сглаживающий ток

Это свойство используется, когда необходимо ограничить ток, но есть ограничения по нагреву (его желательно избежать). То есть индуктор используется как индуктивное реактивное сопротивление, задерживающее или сглаживающее пики тока. Как и резистор, индуктор имеет определенное сопротивление, которое вызывает падение напряжения и ограничивает ток. Просто греется намного меньше. Поэтому его часто используют в качестве индуктивной нагрузки.

Дроссель имеет два свойства, которые также используются в схемах.

• так как это подвид индуктора, то он может накапливать заряд;
• отсекает ток определенной частоты (запаздывающая частота зависит от параметров катушки).

В некоторых приборах (в люминесцентных лампах) дроссель ставится именно для накопления заряда. Во всех типах фильтров он используется для подавления нежелательных частот.

Принцип работы

Принцип работы дроссельной заслонки можно описать следующим образом:

1. Индуктор находится в цепи с источником переменного тока и лампой.
2. При включении схемы лампа загорается с небольшой задержкой. Этот момент приходится на начало первой полуволны, что сопровождается увеличением тока, уменьшением напряжения и появлением магнитной индукции.
3. Во время второй полуволны происходит уменьшение тока и увеличение напряжения. В этом случае катушка полностью заряжена.
4. В третьей полуволне ток «проталкивается» через обмотку и индуктивность. В этот момент течение меняет направление.
5. В конечной полуволне прибор полностью пропускает через себя ток, что приводит к его протеканию по электрической цепи и зажиганию лампы. Поэтому лампа загорается с некоторой задержкой.

Назначение дросселя для цепей переменного тока можно описать следующим образом:

1. Он используется в качестве ограничителя тока в электрической цепи.
2. В качестве элемента насыщения для стабилизаторов напряжения.
3. В виде фильтра, смягчающего электрические волны.
4. В качестве магнитного усилителя для цепей постоянного тока. С помощью элемента можно изменить индуктивное сопротивление и токовые характеристики самой цепи.

Все эти особенности и характеристики разгонных устройств используются в электротехнике и электронной технике при конструировании различных приборов и оборудования.

Разновидности

В настоящее время используются следующие типы электрических дросселей:

1. Развернутый. Безкатушечный электромагнитный дроссель представляет собой ферритовое кольцо, через которое проходит проводник. Он имеет сильное внешнее сходство с обычным резистором. Основное назначение устройства – подавление высокочастотных помех.
2. Для переменного тока. Предназначен для создания реактивного и индуктивного сопротивления, фильтра пульсаций тока в преобразователях напряжения.
3. Сглаженный. Электронный сглаживающий дроссель используется для уменьшения переменной части напряжения или тока во входной и выходной частях электрической цепи. Такие устройства используются в преобразователях тока. Фильтрующие катушки включены последовательно в нагрузку, вызывая тем самым фильтрацию переменной части тока, пропуская через себя только постоянную составляющую линейного тока. Характерной чертой таких элементов является большая индуктивность.
4. Насыщенность. Дроссель насыщения используется в цепях переменного тока в качестве регулятора индуктивного реактивного сопротивления. Основным отличием устройства является наличие 2-х обмоток: рабочей, для подключения к переменному току, и управляющей, которая напрямую подключается к цепи постоянного тока. Для работы такого устройства используется вариант нелинейности кривой магнитопровода. Другими словами, регулирование постоянного тока зависит от величины намагниченности сердечника.

Современная электротехника требует значительного уменьшения общих параметров элементов электрической цепи. В схемах накладного монтажа, при условии большой загруженности деталей, применяют так называемые чип-фильтры. Такие элементы не имеют троса. Катушка состоит из нескольких слоев феррита. Основная цель чип-фильтров — уменьшить высокочастотный шум в сложных электронных схемах.

Также есть лаунчеры. Они используются в качестве ограничителей пускового и тормозного тока электродвигателей. В электричестве для запуска мощного электродвигателя применяют трехфазные разновидности. Они характеризуются большой величиной индуктивности.

Электротехнический вид

По конструкции этот тип устройства представляет собой магнитопроводящий сердечник с намотанным на него проводником. При прохождении через него переменного тока в сердечнике возникает магнитный поток, имеющий малую временную задержку по сравнению с силой тока. При уменьшении прохождения электрического тока магнитный поток еще некоторое время находится в стадии возрастания и индуцирует ток, имеющий направление, противоположное основному.

Другими словами, дроссель представляет собой индуктивный резистор, способный сглаживать пиковые значения силы тока и уменьшать амплитуду пульсаций. Это свойство используется во многих бытовых и промышленных электроприборах, работающих с переменным током.

Механический дроссель

Такие устройства бывают двух типов: с механическим приводом и с электрическим приводом. Благодаря своей конструкции они представляют собой заслонку с тем или иным приводом, регулирующим прохождение потока газа или жидкости.

Большинство механических дросселей устанавливаются на двигателях внутреннего сгорания между впускным коллектором и воздухоочистителем. Когда вы нажимаете на педаль акселератора, дроссельная заслонка вращается и увеличивает поток поступающего воздуха. Это приводит к увеличению подачи топливовоздушной смеси в цилиндры и разгоняет двигатель.

Если педаль акселератора соединена тросовой или тяговой системой с акселератором, то последний имеет механический привод, отличающийся высокой надежностью и простотой ремонта. В некоторых моделях автомобилей для более точного контроля оборотов двигателя используется система датчиков положения педали акселератора и электродроссельная заслонка.

Область применения

Индукторы используются в качестве:

• ограничители тока;
• катушки насыщения;
• сглаживающие фильтры;
• магнитные усилители (МУ);
• резонансные цепи;
• электронный дроссель в радио и компьютерных схемах.

Токоограничители

Расчет индуктора

Зачем нужны дроссели в качестве ограничителей тока? Вы можете узнать из следующего списка:

1. Катушки без сердечника имеют низкое сопротивление, поэтому они эффективно ограничивают величину тока короткого замыкания. Даже малейшее снижение мощности дуги короткого замыкания имеет большое значение.
2. При пуске мощных электродвигателей в работу включаются индукторы. Как только устройство достигает полных оборотов, стартер отключает катушку.
3. В люминесцентных лампах электрические катушки предотвращают резкое включение максимального тока. В результате происходит постепенный нагрев ртути и переход ее в парообразное состояние. У ламп ДРЛ 250 дроссели находятся внутри колбы. Дроссели ламп ДНАТ расположены внутри корпуса отдельно от колбы.

Примечание! Аббревиатура ДРЛ расшифровывается как Arc Mercury Lamp. DNAT — Натриевая дуговая трубка.

Катушки насыщения

После насыщения магнитного поля значение сопротивления катушки перестает увеличиваться. Раньше катушки насыщения составляли основу стабилизаторов напряжения. Сегодня их заменили электронные системы.

Фильтры сглаживания

Что такое дроссель в электронике? Это сглаживающие фильтры, которые сглаживают линию пульсаций переменного напряжения. В результате обеспечивается стабильность работы электронного оборудования. Такой фильтр выглядит как бочка на кабеле USB. Внутри находится одновитковая катушка. На электронных платах применены дроссели марки Р68.

Магнитные усилители (МУ)

Они были включены в систему управления электродвигателями. Магнитная индукция в сердечнике насыщалась за счет намагничивания стали сердечника. Стартер использовал сразу несколько обмоток. Сегодня вместо магнитных пускателей используются тиристорные системы.

Резонансные контуры

Резонансный контур используется в тюнерах. Индуктивная катушка параллельно с конденсатором объединена в единую систему, которая представляет собой резонансный контур. Схема обеспечивает низкое сопротивление на фиксированной частоте.

Электронный дроссель в радио,- и компьютерных схемах

Катушки индуктивности типа Р68 используются на печатных платах для изоляции токов определенной частоты. Они же играют роль защиты, как от внутренних, так и от внешних помех частей схемы.

Расчет характеристик

Электродроссельное устройство имеет маркировку на корпусе с указанием его основных характеристик. Но если маркировки нет или предполагается самостоятельное изготовление устройства, то необходимо провести предварительный расчет основных параметров устройства. Далее будет описано, как выполнить такой расчет.

Когда расчеты произведены, применяется простая формула для расчета индуктивности:

Для подтверждения правильности рассчитанного количества витков можно использовать тестер в режиме измерения индуктивности. Это поможет подтвердить точность определения необходимого количества витков.

Как обозначается дроссель на схеме

Легенда:

Условное графическое обозначение дросселей

Маркировка

На принципиальных схемах и в технической документации дроссели обозначаются латинской буквой L, условное графическое обозначение — в виде полукругов. Их количество нигде не указывается, но обычно оно не превышает трех штук. Жирная точка, поставленная в начале полукругов, указывает на начало поворотов. Если индуктивность делается на рамке, для проверки изображения проводится прямая линия. Для обозначения обозначения элемента используется буквенно-цифровой код или цветовая метка.

Цифры обозначают значение индуктивности, а буквы обозначают допуск. Например, код 250 Дж указывает на индуктивность, равную 25 мкГн с погрешностью в пять процентов. Когда в отметке имеется только одна цифра, это означает, что допуск составляет 20 %. Следовательно, первые две цифры обозначают числовое значение в микрогенри, а третья — множитель. Буква Д ставится на высокоточные изделия, ее погрешность не превышает 0,3%.

Цветовая маркировка, в принципе, соответствует буквенно-цифровой, но наносится только в виде цветных полос. Первые два указывают значения в микрогенри, третье — коэффициент умножения и четвертое — допуск. Индуктивность катушки индуктивности, имеющей две оранжевые, коричневые и белые полосы, составляет 33 мкГн с допуском 10%.

Как подключить дроссель

Схема подключения очень проста и представляет собой схему последовательно соединенных дросселя и самого устройства ДРЛ 250. Подключение идет через сеть 220 вольт и работает на нормальной частоте. Поэтому их можно легко разместить в домашней сети. Катушка индуктивности работает как стабилизатор и корректор напряжения.

Схема подключения дросселя

Люминесцентный светильник

В такой схеме дроссель выполняет роль пускового и сглаживающего устройства. Он включен последовательно с лампой. При этом в связке с ним используется и стартер. При таком подключении ускоритель использует следующий принцип работы:

1. По цепи протекает переменный ток.
2. Холодная люминесцентная лампа не загорится из-за высокого сопротивления. Протекающий ток не зажигает лампу, а нагревает ее катоды и затем поступает на стартер.
3. Внутри стартера подвижный контакт нагревается. После нагрева контакт замыкает цепь.

При нагреве катодов и стартера в цепи индуктора нарастает ток. Когда стартер замкнут, ток вытесняется катушкой индуктивности и сам стартер разряжается. При разряде электроны катодов лампы приходят в движение. Они вступают в контакт с газом, и при этом загорается лампа. Ниже представлена ​​схема люминесцентной лампы, состоящей из дросселя, двух стартеров и двух люминесцентных ламп.

Блок питания

У начинающих радиолюбителей часто возникает вопрос: зачем нужен дроссель на блоке питания? Это необходимо по двум причинам:

1. Для сглаживания переменной составляющей тока.
2. Чтобы смягчить пульсацию.

Как правило, дроссели в этих блоках устанавливаются после диодного моста непосредственно на выходе, а значит, работают уже на постоянном токе. При повышении напряжения или коротком замыкании дроссель сглаживает значительную часть пульсаций. При стабильной работе блока питания устройство сглаживает высокочастотные помехи, пропуская в цепь только постоянный ток без колебаний. Такой буфер также выступает в роли дополнительного резистора, значительно снижающего напряжение на выходе моста. Катушка индуктивности и такая схема подключения показаны на рисунке ниже.

Как проверить дроссель мультиметром

Разобрались, что такое ускоритель и для чего он используется, теперь еще стоит научиться определять его производительность. Если мультиметр может измерить индуктивность, это легко. Мы просто проводим измерения. Если мы не знаем параметры дросселя, мы устанавливаем наибольший предел измерений. Обычно это несколько сотен генри. У шакала они обозначаются русской Гн или латинской буквой Н.

Установив переключатель мультиметра в нужное положение, прикоснитесь щупами к выводам катушки. На экране отображается число. Если цифры маленькие, переведите переключатель в одно из следующих положений, руководствуясь индикаторами выше.

Функция измерения индуктивности доступна не на всех мультиметрах

Например, если отображается 10 мГн, установите предел измерения на следующий по величине. После этого повторяем измерения. В этом случае на экране будет отображаться индуктивность измеряемой катушки индуктивности. Имея паспортные данные, можно сравнить фактические показатели с заявленными. Они не должны быть слишком разными. Если разница большая, нужно менять дроссельную заслонку.

Если мультиметр простой, в нем нет функции измерения индуктивности, но есть режим измерения сопротивления, также можно проверить его работоспособность. Но в этом случае мы будем измерять не индуктивность, а сопротивление. Измерив сопротивление обмотки, мы можем просто понять, исправен дроссель или разомкнут.

Так можно проверить исправность дросселя для люминесцентных ламп

Для проверки дроссельной заслонки тестером переводим переключатель мультиметра в положение измерения сопротивления. Ставим предел измерения, лучше ставить наименьший, чтобы видеть сопротивление обмотки. Затем коснитесь концов обмотки щупами. Должно быть какое-то сопротивление. Оно не должно быть бесконечно большим (коротким) и не должно равняться нулю (коротким). В обоих случаях дроссель не работает, все остальные значения являются признаком работоспособности.

Чтобы убедиться в отсутствии короткого замыкания в дроссельных катушках, можно поставить мультиметр в режим прозвонки и прикоснуться щупами к клеммам. Если пищит, значит, где-то короткое замыкание, значит, нужен другой дроссель.

Индуктивность

Для измерения индуктивности нужен тестер с режимом измерения этого параметра. Такие возможности мультиметра обозначаются буквами «H» или «GN». Этот параметр измеряется следующим образом:

1. Вы должны настроить мультиметр на измерение индуктивности.
2. Далее вам нужно будет убедиться, что тестируемое устройство отключено от питания.
3. Подключите измерительные щупы к контактам элемента.

Устройство должно показывать значение индуктивности, близкое к указанному на коробке устройства.

Сопротивление

Измерение сопротивления поможет узнать состояние катушки. Чек в этом случае выглядит так:

1. Дроссельная заслонка должна быть отключена от цепи.
2. Переключите тестер в режим измерения сопротивления.
3. Подключите измерительные щупы к контактам прибора.

Бесконечно высокое сопротивление укажет на обрыв внутренней обмотки. Если сопротивления нет вообще, это указывает на короткое замыкание. Величина сопротивления должна быть близка к характеристикам, указанным на коробке устройства.

Убедиться в отсутствии короткого замыкания можно, переключив тестер в режим «прозвонки». Звуковой сигнал тестера укажет на наличие короткого замыкания.

Как отличить резистор от дросселя

По внешнему виду: от резисторов обычно отличаются толщиной (дроссели толще), от конденсаторов — неправильной формой «капли».

Более точной формой является сопротивление. На газу почти ноль.

Электронные аналоги

Индукционные катушки в их традиционной конструкции были заменены полупроводниковыми радиодеталями — транзисторами, тиристорами.

Это должно быть замечено. Для высокочастотных устройств транзисторы не используются.

Самостоятельное изготовление

Для собственного изготовления ускорителя необходимо правильно рассчитать его конструкцию. Для этого используется простая формула расчета индуктивности: L = 0,01 * d * w 2 / (L / d + 0,44), где d — диаметр основания (см), L — длина провода (см), w — количество витков. Так же, если есть мультиметр с возможностью изменения индуктивности, то с его помощью можно подобрать точное количество витков.

Метод намотки при использовании этой формулы предполагает укладку витка за витком. Например, для дросселя необходимо подобрать магнитопровод с индуктивностью один мкГн, рассчитанный на ток I = 4А. Берется сердечник 2000 НМ размером К 16 х 8 х 6. По справочнику начальный коэффициент индуктивности ALH = 1,36 мкГн, а длина магнитного пути le = 34,84 мм. Соответственно количество витков будет N = (L/ALH) 0,5 = (1/1,36) 0,5 = 0,86. Если принять N=1, то при заданном токе напряженность магнитного поля в сердечнике будет равна H= 4*1/(34,84*10-3)= 114 А/м.

Таким образом, индуктор представляет собой катушку, которая характеризуется индуктивностью. Благодаря своим свойствам он может накапливать магнитную энергию и затем передавать ее в цепь в виде электрической энергии. В этом случае использование элемента также позволяет подавить переменную составляющую тока в цепи.