2. Разновидности катушек индуктивности:
2.1 Контурные катушки индуктивности
Используются совместно с конденсаторами/резисторами для создания времязадающих резонансных контуров.
2.2 Катушки связи
Применяются для обеспечения индуктивной связи между отдельными каскадами.
2.3 Вариометры
Это катушка, индуктивность которой можно изменять в процессе эксплуатации. Вариометр состоит из 2-х катушек, одна из которых неподвижная, другая располагается внутри первой и вращается. При этом изменяется величина взаимной индукции. Такая система позволяет изменять индуктивность в 4..5 раз.
Другая разновидность вариометра – это катушка индуктивности с перемещаемым ферромагнитным сердечником.
2.4 Дроссель
Это катушки индуктивности, обладающие высоким сопротивлением переменному току и малым сопротивлением постоянному. Предназначены для защиты источников питания от высокочастотных сигналов.
3. Применение катушек индуктивности
1. Построение цепей с частотно зависимыми свойствами (колебательные контура, цепи обратной связи и т. д.);
2. Используются в импульсных стабилизаторах, как элемент, накапливающий энергию и преобразующий уровни напряжения;
3. Две или более индуктивно связанные катушки индуктивности образуют трансформатор;
4. Катушка индуктивности может использоваться в качестве электромагнита;
5. Катушки применяются в качестве источников энергии для возбуждения индуктивно связанной плазмы;
6. В качестве антенны для приёма электромагнитных волн;
7. Для разогрева проводящих материалов в индукционных печах.
Трансформаторы
1. Общие сведения
Трансформатор – это электромагнитное устройство, имеющее как правило 2 или более индуктивно связанные обмотки и предназначенное для получения различных по амплитуде и мощности переменных напряжений.
Если трансформатор состоит из одной обмотки, то он называется автотрансформатор. В автотрансформаторе первичная и вторичная обмотки соединены напрямую и не имеют гальванической развязки для получения изменяемого напряжения на выходе.
Особенности автотрансформатора:
- обязательность определения нулевого провода обмотки
Особенно эффективен автотрансформатор в случаях, когда необходимо получить вторичное напряжение, не сильно отличающееся от первичного.
Как правило, автотрансформаторы выполняют на тораидальном сердечнике, а управление выходным напряжением осуществляется путём изменения угла поворота выходного контакта, закреплённого на осевом держателе.
По функциональному назначению трансформаторы подразделяются на:
1) трансформаторы питания (силовые трансформаторы);
2) согласующие трансформаторы;
3) импульсные трансформаторы.
По рабочей частоте трансформаторы подразделяются на:
1) трансформаторы пониженной частоты (<50Гц);
2) промышленной частоты (50Гц);
3) трансформаторы повышенной промышленной частотны (400Гц, 1000Гц);
4) трансформаторы повышенной частоты (до 10кГц);
5) трансформаторы высокой частоты (>10кГц).
По напряжению:
1) низковольтные (напряжение любой обмотки ≤1000В);
2) высоковольтные.
По количеству обмоток делят на:
1) 1-обмоточные;
2) 2х-обмоточные;
3) многообмоточные.
По виду сердечника:
1) трансформаторы с пластинчатым сердечником (набор штампованных одинаковых пластин толщиной от десятых долей до единиц мм);
2) трансформаторы с ленточным сердечником (витая конструкция ленты с минимальной толщиной 0,1мм);
3) трансформаторы с прессовочным сердечником (дешевле пластинчатых и ленточных, но имеют свои недостатки: значительная зависимость параметров от температуры, подверженность механическим воздействиям. Используются как правило в трансформаторах ВЧ (>10кГц)).
Картинка с 3мя трансформаторами
а – пластинчатый
б – ленточный
в – прессовочный
Необходимость использования как пластинчатого, так и ленточного сердечника обусловлена стремлением минимизировать потери на вихревые токи в магнитопроводе. Ленточные сердечники имеют меньшие потери, следовательно позволяют получать трансформаторы с большим КПД.
Трансформаторы разделяются на:
- броневые;
-стержневые;
-тороидальны;
Магнитопровод броневого трансформатора выполняется либо из 2х Ш-видных пластин, либо из 2х ленточных колец. Все обмотки располагаются на среднем стержне и охватываются магнитопроводом.
2. Принципы работы трансформатора
1. Изменяющийся во времени ток создаёт в сердечнике изменяющееся в времени магнитное поле.
2. Изменение магнитного потока в сердечнике создаёт ЭДС в обмотках.
На первичную обмотку подаётся переменное напряжение. Протекающий в первичной обмотке ток создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. Переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт в обмотках переменную ЭДС индукции (ЭДС индукции создаётся во всех обмотках, в том числе и в первичной). В результате этого в трансформаторе отношение напряжения на первичной и вторичной обмотке пропорционально числу витков во вторичной и первичной обмотках.
3. Основные характеристики трансформатора
Для силовых трансформаторов:
1) номинальное напряжение и номинальный ток на первичной обмотке;
2) номинальное напряжение и номинальный ток на вторичной обмотке;
3) напряжение холостого хода – напряжение на любой разомкнутой вторичной обмотке;
4) номинальная мощность трансформатора – сумма мощностей вторичных обмоток;
5) коэффициент трансформации – отношение напряжений на первичной и вторичной обмотке при холостом ходу;
6) частота питающего напряжения (рабочая частота).
Для согласующих трансформаторов вводятся дополнительные параметры:
1) полоса воспроизводимых частот;
2) индуктивность первичной обмотки;
3) сопротивление обмоток постоянному току;
4) КПД (отношение мощности, выделяемой на нагрузке к подводимой к трансформатору мощности от источника сигнала).
Для импульсных трансформаторов:
1) длительность импульсов;
2) амплитуда импульса на первичной обмотке (напряжение);
3) частота следования импульсов (порядка 104 Гц и выше);
4) длительность фронта выходного импульса.
Как правило выполняются с использованием прессованных сердечников из феррита кольцевой формы.
4. Области использования трансформаторов
Силовые трансформаторы.
Предназначены для получения различных по амплитуде и мощности напряжений как правило с частотой 50Гц либо 400Гц. Используются в блоках питания радиоэлектронных средств, для питания полупроводниковых приборов и интегральных схем. Предназначены для работы при отклонении от номинального напряжения не более, чем ±5%. С увеличением напряжения на первичной обмотке увеличивается индукция в магнитопроводе, что может привести к насыщению магнитопровода и к резкому возрастанию потерь магнитопровода. Поэтому если напряжение первичной сети выше номинала, следует уменьшить ток, потребляемый во вторичной обмотке. Наличие нескольких вторичных обмоток позволяет получать путём соответствующих соединений значительный ряд вторичных напряжений. При эксплуатации трансформаторов, рассчитанных на частоту 50Гц в сети частотой 400Гц, нагрузочный ток можно оставить без изменений. Если частота повышается, то можно уменьшать сечение магнитопровода (в авиации применяются трансформаторы с частотой 400Гц, т. к. уменьшается масса сердечника).
Согласующие трансформаторы
Предназначены:
1) для согласования внутреннего сопротивления источника сигнала с входным сопротивлением каскада (входные согласующие трансформаторы);
2) для согласования сопротивлений промежуточных каскадов (межкаскадный трансформатор);
3) для согласования внутреннего сопротивления оконечного каскада с нагрузкой (выходные согласующие трансформаторы).
Коммутационные устройства
Коммутационные устройства с магнитным управлением (электромагнитные реле)
Коммутационные устройства – компоненты РЭС, обладающие свойство замыкать и размыкать электрические цепи за счёт изменения электрического сопротивления контактов. В замкнутом состоянии контакты имеют сопротивление, близкое к нулю, в разомкнутом – десятки и более МОм.
К коммутационным устройствам можно отнести 2 больших класса:
1. Устройства с магнитным управлением:
- электромагнитные реле
- магнитоуправляемые герметические контакты (герконы)
2. Коммутационные устройства с ручным управлением:
- микропереключатели
- кнопки.
1. Электромагнитные реле
Электромагнитное реле состоит из 3х основных частей:
1) электромагнит (катушка с сердечником), преобразующий энергию электрического поля в энергию магнитного поля.
2) якорь с пружиной для преобразования энергии магнитного поля в механическую энергию перемещения якоря и подвижных контактов.
3) электрические контакты, осуществляющие замыкание и размыкание электрических цепей.
Основные параметры электромагнитного реле:
1) ток или напряжение срабатывания – минимальный ток/напряжение, поданные на катушку реле, при котором происходит замыкание/размыкание его контактов.
2) ток/напряжение отпускания – максимальный ток/напряжение в катушке реле, при котором происходит возвращение контактов в исходное положение. Ток/напряжение отпускания < тока/напряжения срабатывания.
3) рабочий ток/напряжение – тот ток/напряжение, при котором происходит надёжное удержание контакта. Рабочий ток/напряжение > U(I) срабатывания.
4) время срабатывания – промежуток времени от момента подачи напряжения на обмотку до касания замыкающего контакта неподвижного контакта.
5) время отпускания – промежуток времени от снятия напряжения с обмотки реле до момента размыкания контактов.
6) сопротивление обмотки реле постоянному току Rобм
7) сопротивление контактов RК
8) максимальная коммутируемая мощность
9) диапазон коммутируемых токов
10) диапазон коммутируемых напряжений
11) максимальное число коммутаций (важный параметр)
12) диапазон частот коммутируемых напряжений
Электромагнитное реле.
Позволяет управлять замыканием и размыканием цепи с большим током с помощью малого тока.
С его помощью можно контролировать отклонения фиксированного электрического параметра от заданного значения (например размыкание контакта при протекании тока через обмотку выше определённого уровня).
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 |
