Дроссель схема: Страница не найдена – «Проагрегат»

Содержание

Устройство дросселя, принцип работы и назначение

В этой статье мы расскажем читателям энциклопедии домашнего мастера что такое дроссель и для чего он нужен. Drossel — это немецкое слово, которое обозначает сглаживание. Конкретно будем говорить об электрическом дросселе. Сейчас трудно найти электрическую схему в которой нет данного устройства, которое даже в цифровой век широко используется в технике. Он нужен для регулирования либо отсекания, в зависимости от назначения — сглаживать резкие скачки тока или отсекать электрические сигналы другой частоты, постоянный ток отделять от переменного.

Конструкция и принцип работы

Прежде всего поговорим о том, из чего состоит данный элемент цепи и как он работает. На схемах обозначение дросселя следующее:

Внешний вид изделия может быть таким, как на фото:

Это катушка из провода намотанного на сердечник с магнитопроводом, или без корпуса в случае высоких частот. Похож на трансформатор только с одной обмоткой. Краткий экскурс в физику, ток в катушке не может мгновенно измениться. Проведем мысленный эксперимент — у нас есть источник переменного тока, осциллограф, дроссель.

Во время начала полу волны мы наблюдаем нарастание тока с запозданием, это вызвано индуцированием магнитного потока в сердечнике. Происходит постепенное нарастание тока в обмотках, когда с источника переменного тока сигнал уходит на спад, мы наблюдаем спад тока в дросселе, опять же с некоторым опозданием, поскольку магнитное поле в магнитопроводе продолжает толкать ток в катушке и не может быстро изменить свое направление. Получается в какой-то момент ток из внешнего источника противодействует току, наведенному магнитопроводом дросселя. В цепях переменного тока назначение дросселя — выступать ограничителем или индуктивным сопротивлением.

Для постоянного тока данный элемент схемы не является сопротивлением или регулирующим элементом. Этот эффект используют для устройств, в электрических цепях, где нужно ограничить ток до нужной величины, при этом избежать излишней громоздкости и выделения тепла.

Интересное пояснение по данному вопросу вы также можете просмотреть на видео:

Наглядное сравнение, объясняющее принцип работы

Теоретическая часть вопроса

Область применения

Дроссель предназначен для того, чтобы сделать нашу жизнь светлее. Конкретно в люминесцентных лампах он ограничивает ток через колбу, до нужной величины, избегая его чрезмерное увеличение через лампу.

Люминесцентный светильник в основном состоит из дросселя, стартера, люминесцентной лампы. В двух словах описание работы люминесцентного светильника происходит так:

Из сети ток через дроссель проходит на одну из нитей накала люминесцентной лампы, далее попадает на стартерное устройство, далее на вторую нить накала и уходит в сеть. В стартерном устройстве пластина из биметалла нагревается тлеющим разрядом газа, выпрямляется под действием тепла и замыкает цепь. В этот момент начинают работать нити накала, на концах лампочки, разогревая пары ртути в колбе люминесцентной лампы. Через короткий промежуток времени, пластина в стартере остывает и возвращается в исходное положение. Во время разрыва цепи происходит резкий всплеск напряжения в дросселе, происходит пробой газа в колбе люминесцентной лампы, и возникает тлеющий разряд, лампочка начинает светить, работающая лампа шунтирует стартер, выключая его из цепи более низким сопротивлением.

В электронных схемах современных экономических люминесцентных ламп тоже есть рассматриваемый в статье элемент, но из-за более высоких частот он имеет миниатюрные размеры. А принцип работы и назначение остались те же.

Также дроссель обязательный элемент в схемах ламп ДРЛ, натриевых ламп ДНАТ, металлогалогеновых лампочек CDM.

В импульсных блоках питания в схемах преобразователях назначение дросселя — блокировать резкие всплески от трансформатора, пропуская сглаженное напряжение. Грубо говоря в этом случае он играет роль фильтра.

В электрических сетях они также устанавливаются, но называются реакторами. Назначение дугогасительного реактора — предотвращать появление самостоятельной дуги во время однофазного короткого замыкания на землю, также как и прочих реакторов, которые так или иначе регулируют или же ограничивают величину тока через них, специально или в случае нештатной ситуации.

С помощью дросселя можно улучшить дешевый или самодельный сварочный аппарат, установив его во вторичную цепь. Сварочный трансформатор собранный с дросселем будет варить не хуже фирменных аппаратов, дуга станет ровной и не будет рваться, шов будет равномерно залит.

Поджог дуги станет происходить намного легче и просадка сетевого напряжения будет меньше влиять на появление и горение дуги. Даже неспециалист сможет быстро достичь хороших результатов в сварке, делая всевозможные поделки у себя дома.

Где применяется изделие?

Вот мы и рассмотрели устройство дросселя, принцип работы и назначение. Надеемся, что теперь вы полностью разобрались, для чего нужен данный элемент схемы!

Будет интересно прочитать:

Чтение схем: дроссель, катушка, конденсатор

Дроссель, катушка индуктивности  это спиралевидная, винтовидная либо винтоспиралевидная катушка, сконструированная из свёрнутого, хорошо заизолированного проводника. Данный провод обладает значительными показателями индуктивности при достаточно малой ёмкости и сопротивлении.
И отсюда следует, что при протекании по катушке переменного электрического тока, наблюдается значительная инерционность.

Дроссели в основном применяются: для подавления незначительных помех, для сглаживания относительно небольших пульсаций, а также для ограничения электрического тока и накопления энергии. На схемах  катушка индуктивности  без магнитопровода обозначена  под номером 1. Под номером 2 изображена также катушка, но уже с отводами.

№ 3 – Дроссель со скользящими контактами;

№ 4 – Дроссель с ферромагнитным магнитопроводом;

№ 5 – Реактор.

Обычно обозначение №5 применяется в схемах электроснабжения.  Реакторы обычно применяются для сглаживания пульсаций выпрямленного тока в цепях тяговых двигателей.

Катушки индуктивности могут иметь не только ферромагнитные магнитопроводы, как у дросселей, но и магнитопроводы со специальными свойствами. Они рассмотрены в статье обозначений трансформаторов и автотрансформаторов.

О видах и характеристиках трансформаторов, можете почитать тут.

Конденсатор в переводе с латинского языка «condensare» — означает «уплотнять», «сгущать». Данный элемент представляет собой — специфический двухполюсник, обладающий как определёнными, так и переменными значениями показателя емкости и относительно малым показателем проводимости. Конденсатор, первым делом, предназначен  для накопления электрической энергии и заряда электрического поля.

Конденсатор – пассивный электронный компонент. Самый простой конденсатор – это конструкция, состоящая из двух электродов в виде пластин, которые называются обкладками, разделённых слоем диэлектрика (все вещества, которые не пропускают электрический ток, называются диэлектриками). Толщина этого вещества с размерами самих обкладок довольно мала. Конденсаторы, по своим свойствам, подразделяются на конденсаторы переменной и постоянной ёмкости.  Как следует из названий, емкость переменных конденсаторов можно изменять вручную, а у постоянных конденсаторов  емкость – неизменна.

Постоянный и переменный конденсаторы

На электрических схемах постоянные конденсаторы обозначаются как на картинках № 6. Далее на картинках № 7 / 8/ 9 /10 представлены поляризованный, и электролитический поляризованный и неполяризованный конденсаторы соответственно. Обозначение № 9 –  уже устарело, и его можно встретить только на старых советских схемах.

Конденсаторы переменной емкости на электротехнических схемах обозначены  рисунками вида: рис. № 11, № 12– подстроечный. На рис № 13 проиллюстрирован  – конденсатор – с нелинейной зависимостью емкости от напряжения.

Вариконд – конденсатор с нелинейной зависимостью ёмкости от напряжения

Если нужно показать подвижную обкладку конденсатора, то есть его ротор, то ее изображают в виде дуги № 14. На рис. № 15 приведено старое обозначение, здесь вместо дуги ставили точку.

Дроссель переменного тока и его расчёт

Всем доброго времени суток! В прошлой статье я рассказал о дросселях сглаживающих фильтров и изложил принцип их расчёта. Однако такие типы дросселей в бытовой технике применяются не очень часто, так как в маломощных устройствах зачастую эффективнее использовать ёмкостные фильтры. Наиболее часто в электронных устройствах применяют другой вид дросселей – дроссели переменного тока. Об их особенностях, принципах работы и расчёте параметров таких дросселей пойдёт речь в этой статье.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Особенности работы дросселя переменного тока

Дроссель переменного тока, так же как и любой другой дроссель представляет собой катушку индуктивности с ферромагнитным сердечником. Данный тип дросселя включается последовательно с нагрузкой, аналогично сглаживающему дросселю, но в отличие от него, протекающий ток через дроссель переменного тока не имеет постоянного тока подмагничивания. В связи с этим дроссель переменного тока широко применяется в балластных и токоограничительных цепях, мощных антенных и фильтрующих устройствах, а так же в различных импульсных преобразователях напряжения.

В независимости от применения дросселя в схеме его работа основана на зависимости его реактивного сопротивления XL от частоты f протекающего через него тока IH и падении напряжения на дросселе UL


Дроссель переменного тока.

Таким образом, величина напряжения на дросселе UL определяется индуктивностью дросселя L и параметрами тока, протекающего через дроссель: частота тока f и значение тока в цепи I

H.

Влияние немагнитного зазора на дроссель

В предыдущих статьях я рассказывал о негативном влиянии насыщения сердечника на снижение магнитной проницаемости μe и индуктивности дросселя L, которые приводят к искажению формы тока протекающего через дроссель.


Форма тока, протекающего через дроссель: для ненасыщенного сердечника (1) и для насыщенного сердечника (2).

На данном рисунке изображено искажение формы тока синусоидального напряжения при работе дросселя на насыщенном и ненасыщенном участке кривой намагничивания. Степень искажения формы напряжения зависит также от отношения реактивного сопротивления дросселя к активному сопротивлению нагрузки XL/RH. То есть при насыщении сердечника, чем меньше данное соотношение, тем меньше степень искажения формы напряжения. Таким образом, введение немагнитного зазора кроме стабилизации величины индуктивности, в широких пределах изменения тока, позволяет пропустить через дроссель переменный ток без значительных изменений.

Кроме вышеописанных факторов, введение немагнитного зазора приводит к некоторым особенностям, которые необходимо учитывать при разработке и изготовлении дросселей с зазором. Основной особенностью является уширение магнитного потока в зазоре.


Уширение магнитного потока в немагнитном зазоре дросселя: стержень дросселя (слева) и его поперечное сечение (справа). Пунктиром обозначены размеры увеличенного сечения вследствие выпучивания магнитного потока.

Данное явление связанно с тем, что в дросселе с зазором магнитный поток выходит за пределы пространства, находящегося между двух концов разрезанного сердечника, поэтому площадь поперечного сечения в немагнитном зазоре как бы увеличивается.

Размеры уширения сечения зависит от длины обмотки дросселя lоб, площади сечения сердечника Se и длины немагнитного зазора lз. Уширение магнитного потока уменьшает магнитное сопротивление цепи и, следовательно, увеличивает индуктивность дросселя. Для учёта уширения магнитного потока и увеличения индуктивности вводится коэффициент выпучивания F, учитывающий уширение магнитного потока в немагнитном зазоре. Поэтому значение индуктивности дросселя будет определятся следующим выражением

где ω – количество витков провода в обмотке,

μ0 – магнитная постоянная, μ0 = 4π*10-7 Гн/м,

μе – эквивалентная (относительная) магнитная проницаемость сердечника,

Sе – эквивалентная площадь поперечного сечения сердечника,

lе – эквивалентная длина магнитной линии сердечника.

lM – длина магнитной линии в сердечнике.

F – коэффициент, учитывающий уширение магнитного потока в зазоре.

Принципы расчёта дросселей переменного тока

Расчёт дросселя переменного тока ведётся аналогично расчёту сглаживающего дросселя, но с учётом начальных условий. Так для дросселя переменного тока определяющими параметрами являются: требуемая индуктивность L, приложенное напряжение U

L, частота переменного тока f, перегрев дросселя. Кроме этого необходимо определиться с материалом сердечника дросселя, который определят индукцию насыщения BS и максимальную индукцию в сердечнике Bm, которая для предотвращения насыщения сердечника выбирается из условия

В основе расчётов дросселя переменного тока лежит выражения для определения величина действующего напряжения падающего на дросселе UL

где f – частота переменного тока,

L – индуктивность дросселя,

I – действующее значение тока дросселя.

Тогда с учетом выражения для индуктивности дросселя с замкнутым сердечником и выражения для максимальной индукции в сердечнике напряжение на дросселе будет зависеть от следующих параметров

где μе – эквивалентная магнитная проницаемость сердечника,

μ0 – магнитная постоянная, μ

0 = 4π•10-7 Гн/м,

ω – количество витков обмотки дросселя,

Se – эквивалентное сечение сердечника дросселя,

le – эквивалентная длина магнитного пути сердечника дросселя,

Bm – максимальное значение магнитной индукции сердечника,

ka – коэффициент амплитуды тока (напряжения) дросселя.

Получившееся выражение довольно часто можно встретить под названием основной формулы трансформаторной ЭДС, так как оно устанавливает однозначное соотношение, между ЭДС на зажимах обмотки и числом витков обмотки, при заданной величине магнитной индукции в сердечнике. Тогда при синусоидальном напряжении (коэффициент амплитуды ka ≈ 1,414) выражение принимает следующий вид

Вернёмся к исходному выражению для напряжения на дросселе UL, в котором неоднозначным является параметр – количество витков. Данный параметр кроме всего прочего (величины индуктивности L и магнитной проницаемости μе сердечника) зависит от размеров магнитопровода, а конкретнее от площади окна SO, которое можно вычислить по следующему выражению

где I – действующее значение тока дросселя,

ω – количество витков обмотки дросселя,

kИ – коэффициент использования окна сердечника,

j – плотность тока в проводе обмотки.

Параметры kИ и j выбирают аналогично, как и для дросселя сглаживающего фильтра, то есть коэффициент использования окна сердечника kИ ≈ 0,3, а плотность тока j = 5 А/мм2.

Тогда выражая из данного выражения количество витков провода ω, получим

Получившееся выражение определяет основное расчётное выражение для определения типоразмера сердечника – произведение площадей сердечника SeSO. После преобразования выражения для действующего напряжения на дросселе UL определяем количество витков обмотки ω и величину немагнитного зазора δ

где μе – эквивалентная магнитная проницаемость сердечника,

μ0 – магнитная постоянная, μ0 = 4π•10-7 Гн/м,

Se – эквивалентное сечение сердечника дросселя,

le – эквивалентная длина магнитного пути сердечника дросселя,

Bm – максимальное значение магнитной индукции сердечника,

ka – коэффициент амплитуды тока (напряжения) дросселя.

Вычисленное количество витков является ориентировочным, так как из-за уширения магнитного потока значение индуктивности оказывается несколько больше при данном количестве витков, что в некоторых случаях является нежелательным. Поэтому необходимо пересчитать витки с учётом коэффициента уширения магнитного потока F

Осталось выбрать сечение обмоточного провода SП

где SO – площадь окна используемого сердечника,

kИ – коэффициент использования окна сердечника,

ω – количество витков обмотки дросселя.

Выбор сечения провода необходимо производить, округлив полученное значение до ближайшего номинала, при этом необходимо учитывать, что на высоких частотах возрастают потери мощности в проводе. Поэтому при достаточно высокой частоте необходимо использовать обмоточный провод, состоящий из нескольких жил, при этом диаметр жилы выбирают исходя из глубины скин-слоя δ

где f – частота переменного тока, протекающего через дроссель,

δ – толщина скин-слоя,

dп – диаметр жилы в обмоточном проводе.

После конструктивного расчёта сердечника и обмотки необходимо проверить тепловой режим работы дросселя – нагрев и перегрев дросселя.

Расчёт дросселя переменного тока

В качестве примера рассчитаем дроссель переменного тока со следующими исходными данными: индуктивность дросселя L = 20 мкГн, частота переменного тока f = 50 кГц, действующее значение тока дросселя Iд = 5 А, температура перегрева ∆Т = 50 °C. Ток, протекающий через дроссель, имеет форму прямоугольных импульсов с коэффициентом заполнения D = 0,5.

В общем случае расчёт сводится к выбору параметров магнитопровода и обмотки, при этом режим работы дросселя должен отвечать заданным условиям, в данном случае, температуре перегрева ∆Т.

1.Выберем типоразмер сердечника соответствующего произведению площадей SeSO. Для этого необходимо дополнительно определить действующее напряжение на дросселе UL, коэффициент амплитуды тока дросселя ka, коэффициент использования окна сердечника kИ, значение максимальной индукции тока дросселя Bm и плотность тока j.

Так как частота тока достаточно высокая, то в качестве материала магнитопровода выберем феррит марки N87, следовательно, Bm = 0,3. Коэффициент использования окна сердечника и плотность тока выберем соответственно kИ = 0,3 и j = 5 А/мм2.

Таким образом, выберем магнитопровод, состоящий из двух половинок типа E 20/10/6 со следующими параметрами: le = 93мм, Se = 32 мм2, SO = 57 мм2, Ve = 2980 мм3, SeSO = 1824 мм4.


Сердечник, состоящий из двух половинок Е 20/10/6, имеет следующие размеры:

L = 20,4 мм, H = 20,2 мм, B = 5,9 мм, h = 14 мм, l0 = 5,9 мм, l1 = 4,1 мм.

2.Определим предварительное число витков обмотки дросселя без учёта эффекта уширения магнитного потока

Полученный результат округлим до ближайшего целого, таким образом, количество витков примем ω = 15. С учетом этого определим величину немагнитного зазора сердечника δ

В связи с тем, что прокладка для создания немагнитного зазора прокладывается как между центральными кернами, так и между боковыми, то соответственно толщина прокладки необходимо уменьшить вдвое по сравнению с рассчитанным значением. То есть толщина прокладки должна составлять 0,1…0,12 мм.

В связи с наличием немагнитного зазора происходит уширение магнитного потока и как следствие увеличение индуктивности. Для того чтобы индуктивность дросселя L соответствовала заданной, необходимо пересчитать число витков обмотки ω с учётом коэффициента уширения F

Таким образом, количество витков примем равным ω = 14. Для окончательного расчёта параметров дросселя определим сечение провода с учётом плотности тока j = 5 А/мм2.

Как видно сечение провода составляет SП = 1 мм2, данному сечению соответствует провод диаметром dП = 1,12 мм. Так как частота переменного тока дросселя достаточно высокая, то для снижения потерь мощности вследствие скин-эффекта необходимо использовать литцендрат – провод состоящий из нескольких жил. Диаметр жилы dЖ не должен превышать удвоенной толщины скин-слоя ∆

В связи с этим для обмотки можно использовать провод, скрученный из 9 жил диаметром 0,38 мм, имеющего суммарное сечение SП = 1,02 мм2.

4.Для завершения расчётов необходимо рассчитать температуру перегрева дросселя ∆Т. Для этого необходимо определить потери мощности в обмотке ∆Р1 и в сердечнике ∆Р2, также суммарную площадь охлаждения дросселя.

Мощность потерь в обмотке ∆P1, зависит от удельного сопротивления проводника (qCu = 0,0171 (Ом•мм2)/м), длины обмоточного провода lпр.об и температурного коэффициента сопротивления меди αCu = 0,0038 °C-1.

где lв.ср. – средняя длина витка обмотки дросселя,

RT – сопротивление провода при температуре перегрева.

Для определения потерь мощности в сердечнике ∆P2 необходимо определить удельные объёмные потери PV при заданной частоте f, рабочей температуре T и максимальной индукции, создаваемой переменным током в дросселе Bm.

По справочным данным для феррита марки N87, при Bm = 300 мТл, f = 50 кГц и T = 70 °C, объемные потери составляют PV ≈ 250 кВт/м3 = 0,25•10-3 Вт/мм3, тогда потери мощности в сердечнике объемом Ve = 2980 мм3 составят

Рассчитаем площади охлаждения сердечника SС и площадь охлаждения обмотки SO.

Таким образом, перегрев составляет ∆Т = 48 °С соответствует требуемым условиям, но находится на пределе, поэтому можно порекомендовать снизить максимальное значение индукции Bm путём увеличения количества витков обмотки, или использовать сердечник большего размера.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Схема подключения лампы ДРЛ

Дуговая ртутная лампа (ДРЛ) имеет еще одно название – дуговая ртутная люминофорная. Они относятся к категории лампочек высокого давления и используются, в основном, как общее освещение территорий с большими объемами: улиц, площадок, производственных помещений и др. Схема лампы ДРЛ позволяет получить высокую светоотдачу. Мощность колеблется в пределах от 50 до 2000 ватт, они работают при переменном токе, напряжением 220 вольт и частотой 50 герц.

Устройство и принцип работы ДРЛ

Чтобы согласовать технические характеристики с источником питания, во всех видах ртутных ламп применяются пускорегулирующие аппараты, позволяющие подключить лампу ДРЛ. Большинство приборов освещения запускается дросселем, который последовательно включается в цепь вместе с лампочкой.

Классическая лампа ДРЛ состоит из основных электродов, поджигающих или дополнительных электродов, вводных частей электродов, специального газа, позисторов и ртути. В качестве газа используется аргон, производящий начальную ионизацию и способствующий получению дугового разряда. Аргон еще называют буферным газом. С помощью позисторов ограничивается ток поджигающих электродов. Ртуть применяется для изменения величины потенциала при разряде.

Основные функциональные части обычной ДРЛ

  • Цоколь, непосредственно принимающий электроэнергию из сети. Его контакты – точечный и резьбовой, соединяются с контактами патрона. Таким образом, переменный ток поступает на электроды лампы.
  • Кварцевая горелка представляет собой основную часть. Изготавливается в виде колбы с расположенными по бокам четырьмя электродами, в том числе, два из них – основные, а два других – дополнительные. Пространство внутри горелки заполняется аргоном с целью недопущения теплообмена, а также небольшим количеством ртути.
  • Стеклянная колба является внешней частью. У нее внутри размещается кварцевая горелка, к которой подводятся проводники от цоколя. Вместо воздуха внутрь колбы закачивают азот. Внутренняя сторона колбы покрывается люминофором.

Принцип работы ДРЛ довольно простой. Питание осуществляется от сетевого напряжения. После того как было выполнено подключение лампы ДРЛ, электрический ток начинает доходить до промежутка между обеими парами электродов, расположенными на противоположных концах лампы. Незначительное расстояние между ними способствует быстрой ионизации газа. Вначале газ ионизируется между поджигающими электродами, затем ток поступает к основным электродам и по окончании этого процесса лампа начинает излучать свет.

Полное свечение лампы начинается приблизительно через 7-10 минут. Данный промежуток времени требуется для разогрева ртути, расположенной в виде налета или сгустка на внутренних стенках колбы. Во время эксплуатации срок службы ламп постепенно сокращается, а период, необходимый для полного включения – увеличивается.

Горелка изготовлена из прозрачного материала – кварцевого стекла, заполнена инертными газами в строго определенных дозах. Вводимая в горелку ртуть, может иметь вид небольшого шарика, а также оседает на стенках и электродах в виде налета. Источником света является дуговой электрический разряд.

Схема лампы ДРЛ входит в общую схему подключения через дроссель. Марка дросселя должна соответствовать мощности лампы. Основное назначение дросселя – ограничение тока, поступающего на лампочку. В случае отсутствия дросселя лампа мгновенно перегорит, поскольку внешний электроток для нее слишком большой. Обычно в схему еще добавляют конденсатор, влияющий на реактивную мощность при запуске, что позволяет почти в два раза экономить электроэнергию.

Наибольшее свечение происходит, примерно, через 6-7 минут. Это время необходимо, чтобы перевести ртуть в газообразное состояние, улучшающее разряд между электродами. После этого лампа переходит в нормальный рабочий режим с наибольшей светоотдачей. После выключения лампочки, ее нельзя включать до полного остывания.

Схема подключения лампы ДРЛ через дроссель

Существует множество объектов, где требуются приборы освещения с высокой мощностью свечения. Одновременно они должны быть экономичными, обладать продолжительным сроком эксплуатации. Этим требованиям в полной мере соответствуют лампы ДРЛ. Мощность ламп ДРЛ находится в пределах 50-2000 Вт, для их работы необходима однофазная сеть на 220 В и частотой 50 Гц.

Важнейшей деталью ДРЛ является дроссель, без которого они просто не смогут работать. Дело в том, что в процессе запуска и последующей работы, данные осветительные приборы попадают под влияние непостоянных пусковых токов и сопротивлений. Поэтому для ограничения рабочего тока, осуществляется подключение ДРЛ через дроссель, представляющий собой разнородный балласт в виде катушек индуктивности. В момент запуска они обладают высоким сопротивлением. При разжигании лампы в газовой среде наступает электрический пробой, приводящий к возникновению дугового разряда.

В процессе зажигания лампы, ионизированный газ под действием дугового разряда теряет свое сопротивление во много раз. По этой причине происходит возрастание тока с одновременным выделением тепла. Если величину тока не ограничить, под его действием мгновенно возникнет перегретая газовая среда. Внутренние детали окажутся поврежденными, и осветительный прибор полностью выйдет из строя. Для предотвращения негативных последствий используется схема подключения лампы ДРЛ вместе с дросселем, создающим необходимое сопротивление.

Подключение лампы ДРЛ через дроссель, подключается последовательно с лампой. Его реактивное сопротивление тесно связано с параметрами катушки индуктивности. То есть, 1 генри индуктивности способен пропустить 1 А тока при напряжении 1 В. Основными характеристиками катушки являются площадь сечения медного проводника и количество его витков, а также материал сердечника и поперечное сечение магнитопровода. Большое значение имеет величина электромагнитного насыщения.

Следует учитывать, что катушка индуктивности обладает и активным сопротивлением. Это необходимо учитывать при расчетах балласта к каждому типу лампочек ДРЛ, поскольку от мощности светильника будут зависеть размеры самого дросселя. Для более правильного подключения дросселя к ДРЛ, следует рассмотреть простейшую схему, обеспечивающую появление тлеющего разряда и его дальнейший переход в электрическую дугу. Такое подключение дает возможность с помощью индуктивности дросселя ограничить рабочий ток в светильнике до нужного значения. В этом случае гарантируется продолжительная устойчивая работа лампы, без их-либо сбоев.

Подобная схема включения лампы ДРЛ считается наиболее простой. В ее состав входит сама лампа и дроссель, соединенные последовательно между собой. Получившаяся цепь подключается к электрической сети 220 В со стандартной частотой 50 Гц. Таким образом, светильники ДРЛ могут без проблем использоваться и в домашних условиях. Дроссель для ламп ДРЛ в данной схеме выполняет функции стабилизатора и корректировщика работы. Его использование позволяет точно ответить на вопрос, почему моргают лампы ДРЛ без дросселя, поскольку именно этот прибор обеспечивает ровный и устойчивый свет. Без него невозможно нормальное подключение и запуск рабочего процесса.

Подключение лампы ДРЛ без дросселя

Иногда ДРЛ без дросселя может быть запущена с применением специальной технологии. Это делается в тех случаях, когда прибор вышел из строя, а заменить его в данный момент нечем. Вместо дросселя можно использовать обычную лампу накаливания, обладающей такой же мощностью, что и ДРЛ и обеспечивающей необходимое сопротивление. Другой вариант предполагает установку одного или нескольких конденсаторов. Здесь потребуются точные расчеты выдаваемого ими тока, полностью соответствующему необходимому напряжению для работы.

В последнее время появились специальные лампы ДРЛ-250, работающие без дросселя. В их конструкции присутствует спираль определенного типа, выполняющая функции стабилизатора и дополнительно разбавляющая излучаемый световой поток.

Иногда светильник после подключения отказывается работать или работает неправильно. В этом случае лампу нужно протестировать и убедиться в ее работоспособности. Для этого используются омметр или тестер, с помощью которых все обмотки проверяются на разрыв или короткое замыкание. При их обнаружении прибор будет показывать ненормальное значение.

Схема подключения лампы дрл через дроссель и без него

Ртутная дуговая лампа высокого давления, является одно из разновидностей электрической лампы. Она широко используется, чтобы осветить крупные объекты, например, заводы, фабрики, складские помещения и даже улицы. Она обладает высокой отдачей света, но при этом не имеет высокой степени качества и светопередача довольно низкая.

Такие устройства обладают очень широким спектром мощности, от пятидесяти до двух тысяч ват, и работают от стандартной сети в 220 вольт, при частоте пятьдесят герц.

Устройство и принцип работы

Работа осуществляется благодаря пуско-регулирующему устройству, состоящему из индуктивного дросселя.

Схема устройства лампы ДРЛ

Состоит такое устройство из трёх основных компонентов:

  • Цоколь  – является основанием и подключается к сети.
  • Кварцевая горелка – центральный механизм прибора.
  • Стеклянная колба – основная защитная оболочка из стекла.

Принцип работы такого устройства очень простой, к лампе подходит напряжение от сети. Ток, доходит к промежутку между одной и второй пар электродов, которые размещены на разных концах лампы. Благодаря небольшому расстоянию, газы легко ионизуются. После ионизации в промежутках между дополнительными электродами, ток поступает на основные, после чего лампа начинает светиться.

Различные виды

Максимально лампа разгорается примерно через семь-десять минут. Это обусловлено тем, что ртуть, которая излучает свет при зажигании, находится сгустком или налётом на стенках колбы и ей необходимо время разогреться. Период полного включения увеличивается спустя некоторое время при эксплуатации.

Классифицируют дрл ламы по форме цоколя, мощности, принципу установки. Очень часто их изготовляют с разного материала, что также может  являться классификацией устройств. Существуют разновидности с добавкой особых паров в конструкцию, например, такие как натриевые лампы, металлогалогенные и ксеноновые.

Существует разновидность с дополнительным излучением красного спектра света. Они называются дуговыми ртутно-вольфрамовыми. Их внешний вид абсолютно не отличается от стандартного устройства дрл 250, но в своей конструкции они имеют специальную накаливающуюся спираль, которая и добавляет красный спектр к световому потоку.

Схема подключения через дроссель

Чтобы лампа дрл работала исправно необходима правильная схема подключения данного устройства. Благодаря грамотной установке зажечь такую ламу не составит никаких проблем, и она будет работать всегда качественно и без сбоев.

К тому же неправильное подключение повышает риск, что устройство испортится и перегорит раньше времени или вообще, при первом включении.

Схема подключения довольно простая и представляет собой цепь последовательно соединённого дросселя и самого устройства ДРЛ 250. Подключение производится к сети 220 вольт и работает при стандартной частоте. По этому их без труда можно установить в домашнюю сеть. Дроссель работает стабилизатором и корректировщиком работы. Благодаря ему источник света не мигает, работает непрерывно и при нестабильном входящем напряжении световой поток остаётся неизменным.

Подключение ДРЛ через дросель

Бездроссельное подключение невозможно, так как лампа сразу сгорит. Для пуска, схема должна питаться довольно большим напряжением, которое иногда достигает отметки эквивалентной двум-трём входящим напряжениям.

Как ранее говорилось, загорается устройство дрл не сразу. В редких случаях полный разогрев и начало работы в полную мощность может быть спустя пятнадцать минут.

Проверяем работоспособность

 

Если после подключения ваша лампа не хочет работать либо работает неправильно, следует её проверить и провести тестирование и убедиться в её исправности. Для этого вам поможет специальный тестер или омметр.

С их помощью необходимо проверить все витки обмотки на разрыв или короткое замыкание между соседними витками. Если схема имеет разрыв, тогда сопротивление будет бесконечно большим и прибор покажет ненормальное значение. В таком случае необходимо полностью заменять обмотку.

Если же разрыва нету, но присутствует потеря изоляции из-за чего проходит короткое замыкание, сопротивление будет незначительно повышаться. Если небольшое количество витков взаимодействуют между собой, тогда повышение будет незначительным.

Если же замыкание происходит в обмотке дросселя, тогда повышения сопротивления практически не будет и на работу устройства это никак не повлияет. Проверив всю обмотку омметром, или тестером и не выявим никаких проблем, необходимо искать проблему в самой лампочке или в системе подачи электроэнергии.

Запускаем лампу без дросселя

Если вы хотите использовать модель дрл 250 как обычно устройство без применения стандартного дросселя, её можно подключить по специальной технологии.

Самым простым вариантом подключения, является покупка специальной дрл 250, которая может работать без дросселя. Она оснащена специальной спиралью, которая работает как стабилизатор и дополнительно разбавляет излучаемый свет.

Одним из вариантов не использовать дроссель, является подключение в схему обычной лампы накаливания. Она должна обладать той же мощность что и дрл, чтобы выдавать необходимое сопротивление и подавать напряжение на источник света дрл 250.

Ещё одним вариантом убрать дроссель из конструкции, является установка конденсатора или группы конденсаторов. Но в таком случае необходимо точно рассчитать выдаваемый ими ток. Он должен полностью соответствовать необходимому напряжению для работы.

235. Дроссель фильтра с компенсационной обмоткой — не нашедшая применения схема | Минус фунт

На титульной картинке статьи схема фильтра (или звена многозвенного фильтра) с дросселем, имеющим, помимо основной обмотки, дополнительную компенсационную. Смысл компенсационной обмотки в том, чтобы устранить имеющуюся после фильтра остаточную пульсацию, компенсировав напряжение пульсации равным по величине, но противоположным по фазе, для чего дополнительная обмотка дросселя включается встречно (т.е. невозможно намотать одну обмотку с отводом, либо же следует, сделав отвод, изменить направление намотки, но это явно не практический совет, а лишь прием, помогающий понять принцип работы схемы).

В теории подобная схема может свести пульсации к нулю, но в описаниях схемы и ее достоинств осторожно указывают, что уровень пульсаций удается уменьшить в 2-4 раза. Так что это за схема, и что с ней оказалось не так, поскольку в настоящее время она практически не применяется?

Проблема в том, что соотношение между количеством витков основной и дополнительной обмоток должно строго выдерживаться, и на практике дроссель выполняли с отводами от компенсационной обмотки, подбирая нужный отвод в процессе наладки схемы по минимуму пульсаций. Соотношение витков находится из следующих соображений.

Первое звено фильтра LоснC1 обеспечивает подавление пульсаций на входе фильтра U~ в число раз, равное отношению пульсаций на входе фильтра к пульсациям на конденсаторе C1, а оно определяется отношением реактивного сопротивления основной обмотки дросселя Lосн к реактивному сопротивлению конденсатора C1 на частоте основных пульсаций выпрямителя (50 Гц при однополупериодном выпрямлении и 100 Гц при двухполупериодном), т.е. в конечном счете величинами индуктивности и емкости.

Здесь кроется масса допущений — напряжения на дросселе и конденсаторе должны быть противоположны по фазе, не должно сказываться изменение подключенной к конденсатору активной или иного рода нагрузки, должны отсутствовать потери в конденсаторе и дросселе и пр. Оттого и декларируется подавление пульсаций всего в 2-4 раза, и практикуется подбор витков на практике.

В любом случае явственно одно — при неправильном подключении компенсационной обмотки пульсации возрастут примерно в 2 раза.

И в данной схеме непонятна роль конденсатора C2 на выходе фильтра. Он либо отсутствует (как в титульной картинке статьи), либо отображается пунктиром (что также предполагает его возможное отсутствие), и отсутствуют какие-либо данные по значению емкости этого конденсатора. В любом случае, указаний на то, что эту емкость следует выбрать как можно большей, отсутствуют. Скорей всего оттого, что этот конденсатор замыкает на себя часть компенсационного напряжения, не передавая его в нагрузку, и расчетные соотношения нарушаются.

Ниже пример практической схемы, емкость конденсатора С2 в 100 раз меньше емкости С1, что позволяет применить вместо электролитического конденсатора бумажный.

Схема не нашла широкого применения, поскольку даже при тщательном подборе степени компенсации при наладке схемы, все рассыпается при изменении параметров конденсаторов, при замене вышедшего из строя конденсатора (ввиду большого допуска на параметры электролитических конденсаторов), при изменении характера и величины нагрузки, поскольку индуктивность дросселя зависит от тока нагрузки (подмагничивания постоянным током).

Также, компенсация присутствует лишь на основной частоте пульсаций, и нарушается для гармоник (100, 200, 300, 400 Гц и т.п. для однополупериодного выпрямления, и 200, 300, 400 Гц и т.п. для двухполупериодного выпрямления).

Схема — попытка схемного решения в недавнее время при отсутствии в ассортименте электролитических конденсаторов большой емкости, когда приходилось ограничиваться емкостями порядка 10-20 мкФ. С появлением конденсаторов большой емкости схема потеряла какое-либо практическое значение.

Встречается в описаниях и полное непонимание принципа работы сглаживающего звена с компенсационной обмоткой дросселя, как на рисунке ниже.

На схеме выше либо ошибочно не изображен конденсатор фильтра после основной обмотки дросселя, либо же автор схемы полагал, что оно и так будет работать. По факту же, при встречном включении обмоток витки «компенсационной» обмотки вычтутся из витков основной обмотки, и индуктивность дросселя упадет, с одновременным увеличением его активного сопротивления.

Еще одна схема с компенсационной обмоткой, но для компенсации уже не пульсаций, а постоянного тока намагничивания дросселя. В ней число витков компенсационной обмотки равно числу витков основной обмотки, в итоге потоки подмагничивания постоянным током от 2 обмоток компенсируются, дроссель не нуждается в воздушном зазоре, и его индуктивность гораздо выше индуктивности дросселя без компенсации.

Но возникает законный вопрос — компенсационная обмотка вносит в выпрямленное и отфильтрованное напряжение после основной обмотки дросселя ровно столько пульсаций, сколько было потеряно основным звеном фильтра. Т.е. на выходе фильтра, состоящего из дросселя с 2 обмотками и конденсатора, пульсации равны пульсациям на входе.

И в заключение совершенно курьезная схема включения дросселя с компенсационной обмоткой не для устранения пульсаций выпрямителя, а для снижения фона усилителя низкой частоты.

Предполагается, что «Одним из вариантов уменьшения компенсации фона переменного тока в оконечном каскаде лампового усилителя НЧ с трансформаторным выходом является использование дополнительной обмотки дросселя сглаживающего фильтра выпрямителя. Эта обмотка подключается последовательно со звуковой катушкой и вторичной обмоткой выходного трансформатора. В результате фон переменного тока компенсируется вследствие того, что на звуковую катушку низкочастотного динамика акустической системы подается переменное напряжение, фаза которого противоположна фазе напряжения фона, наводимого во вторичной обмотке выходного трансформатора.»

Фазу напряжения с дополнительной обмотки дросселя предлагается подобрать опытным путем, изменяя порядок подключения выводов обмотки, и наверняка требуется точный подбор числа витков обмотки. И не факт, что в цепях усилителя, где масса RC-цепочек и даже трансформаторов, вследствие фазовых сдвигов разница фаз напряжения фона и напряжения компенсации окажется в точности равной 0 или 180°.

И если выпрямитель двухполупериодный, то с дросселя снимется напряжение частотой 100 Гц, фон громкоговорителя же может быть обусловлен не только пульсацией выпрямителя, но и наводками сетевой частоты 50 Гц. Тогда также ни о какой компенсации речь идти не может.

Итак, в процессе попыток усовершенствования электронных устройств была создана масса чудных схем, идеально работающих лишь в теории, но отладка которых на практике сопряжена со сложностями, и вдобавок неустойчива. И тогда остается лишь добрая старая классика, без вывертов.

41. Дроссель. Назначение, конструктивные типы, схемы устройства. Основные расчетные соотношения.

— Дроссели (регул. Q):регулируемые/неругулируемые местные сопротивления для регулирования расхода жидкости (расход зависит от перепада давлений и от площади проходного сечения).

Различные типы дросселей отличаются друг от друга формой проходного отверстия и конструкцией регулирующего элемента. Распространенными являются игольчатые, щелевые, втулочные и эксцентр. дроссели, пакетные (квадр.). Винтовой (резьбовой) — регулируемый линейный.

Канал узкий и длинный, следовательно, течение ламинарное. Потери пропорциональны Q (дроссель вязкостного сопротивления — линейный):- формула Пуазейля для круглого сечения.

Если отверстие, по которому протекает жидкость, имеет малую длину по отношения к площади проходного сечения, то дроссель называется квадратичным (течение турбулентное). Потери в таких дросселях происходят из-за вихреобразования и пропорциональны(дроссель инерционного сопротивления — квадратичный):, с учетом, имеем:- формула Дарси-Вейсбаха.- коэффициент расхода дросселя,- площадь проходного отверстия,- перепад давления в дросселе,- плотность жидкости.

42. Клапан соотношения расходов. Назначение, конструктивные типы, схемы устройства.

Клапаны соотношения расходов (регул. Q):делители потока: предназначены для поддержания заданного соотношения расходов рабочей жидкости в нескольких параллельных потоках, сумматоры потока. Во многих случаях требуется обеспечить синхронизацию движения выходных звеньев гидродвигателей, питающихся от одного насоса.

Делитель — синхронизатор потока. Если Q2>Q1, то Δp2>Δp1и p1>p2, поршень смещается и выравнивает расходы.

43. Дросселирующий распределитель. Назначение, конструктивные типы, схемы устройства.

Дросселирующие распределители (ругл. Q):для изменения расхода и направления потока рабочей жидкости в двух и более гидролиниях (двухлинейные, трехлинейные и более) в зависимости от внешнего воздействия. Практический не отличается от золотникового гидрораспределителя, только не имеют фикс. позиций запорно-регулирующего эл-та.

Характерная особенность — не полное перекрытие окон гильзы поясками золотника в нейтральном положении, что исключает облитерацию жидкости в щелях и повышает чувствительность управления.

По типу запорно-регулирующего элемента: 1) крановые, 2) золотниковые, 3) клапанные.

По типу управления: 1) с ручным управлением, 2) с электрическим, 3) с гидравлическим, 4) с пневматическим, 5) с электрогидравлическим, 6) с электромагнитным.

44. Вспомогательные элементы гидроприводов. Основные типы, назначения. 45. Кондиционеры рабочей жидкости. Назначение, классификация, основные типы. 46. Гидроочистители. Назначение, классификация, принцип действия.

1) кондиционеры рабочей жидкости; 2) гидроемкости; 3) гидролинии; 4) уплотнения.

1) Служат для получения необходимых качественных показателей рабочей жидкости:

— гидроочистители: фильтры, сепараторы.

Фильтрызадерживают в материале частицы любой физической природа, но опр. крупности.

Параметр фильтрации — тонкость фильтрирования (абсолютная: характеризует минимальный размер частиц, полностью задерживаемых фильтром, номинальная: характеризует размер частиц, которые задерживаются фильтром на 90%). Фильтры: грубой очистки (d> 0,1мм), нормальной очистки (d> 0,01мм), тонкой очистки (d> 0,005мм), особо тонкой (d> 0,001мм). Фильтры бывают: сетчатые, пористы, бумажные, войлочные, металлические. По установке в ГП: приемные (до насоса) насос работает на очищенной жидкости, но увеличивается сопротивления всасывающей линии => кавитация, напорное (после насоса) насос работает на неочищенной жидкости, а фильтр работает при высоком давлении, сливные весь ГП работает на неочищенной жидкости.

Сепараторыочищают жидкость в силовом поле из-за различной степени взаимодействия жидкости и частиц с этим полем (гравитационное, инерционное, магнитное). Жидкость и частицы движутся по разным траекториям, что позволяет выводить твердые частицы из жидкости.

-теплообменные аппараты: нагреватели, холодильники устанавливают в гидробаках.

(Фильтр, Холод., Нагрев.)

2) Гидробаки: герметичные (с p>pатм и с p<pатм) и негерметичные (открытые). Функции: хранение и очистка рабочей жидкости (является гравитационным сепаратором — отстойником), охлаждение рабочей жидкости, основание для крепления насоса.

3) Служат для передачи давления от одного устройства к другому, обеспечивают движения рабочей жикости. Бывают: напорные (толстая), всасывающие (толстая), сливные(толстая), линии управления (тонкая), дренажные (штрихпунктирная). Трубопроводы (стальные бесшовные холодно-деформируемые трубы, пластиковые), рукава высокого давления (резинометаллические).

Дроссели и индукторы: в чем разница?

Во многих технологиях используются дроссели или индукторы для подачи, изменения и фильтрации электрического тока. Понимание разницы между дросселями и индукторами необходимо при проектировании устройств и механизмов, которые зависят от электроэнергии. Каждый из этих электрических компонентов подходит для конкретных приложений.

Дроссель — это тип индуктора, но его применение, функции и конструкция отличаются от других конструкций индукторов. Обычно этот электрический компонент имеет сердечник в форме пончика с намотанной на него изолированной катушкой.

Как следует из названия, дроссель отключает или ограничивает высокочастотный переменный ток (AC). Он пропускает только постоянный ток (DC) через проводник. Дроссель устраняет переменный ток и пропускает только постоянный ток к нагрузочному резистору или другим компонентам нагрузки.

Дроссели защищают изоляцию от повреждений, вызванных резким повышением тока в цепях, вместо этого способствуя постепенному нарастанию и падению тока. Дроссели также могут нарушать напряжение, позволяя создавать переходные напряжения на люминесцентных лампах, удерживая напряжение газа от превышения напряжения системы.

Катушка индуктивности — это основной электронный компонент, подобный дросселю, но они не взаимозаменяемы — проще говоря, все дроссели являются индукторами, но не все индукторы являются дросселями. Индукторы выполняют различные функции, но в основном накапливают электрическую энергию от токов в виде магнитного поля. Они содержат магнитный сердечник, обернутый изолированной катушкой, и обычно являются одним из самых крупных компонентов электронных устройств.

Катушки индуктивности используются во многих областях, в том числе:

  • Фильтры .Индукторы фильтруют частоты, увеличивая импеданс по мере увеличения частоты.
  • Датчики . Индукторы могут ощущать близость к другому объекту без физического контакта. Это обнаружение происходит потому, что магнитные поля индуктора и объекта взаимодействуют в процессе, известном как индукция.
  • Трансформаторы . Трансформаторы включают индукторы для повышающих и понижающих процессов. Размещение нескольких катушек индуктивности с одним и тем же магнитным полем создает трансформатор.
  • Двигатели . Индукторы вызывают вращение вала двигателя с помощью своего магнитного поля. Индуктор служит регулятором для увеличения и уменьшения скорости с помощью источника питания.
  • Energy S Торг . Индукторы временно накапливают электрическую энергию в магнитном поле. В компьютерах используются индукторы для поддержания цепей под напряжением и в импульсных источниках питания.

Во многих приложениях используются индукторы. Когда индуктор предлагает фильтрацию сигнала, он считается дросселем.Хотя эти два понятия могут показаться взаимозаменяемыми, между ними есть несколько различий. Индукторы могут генерировать магнитные поля, а также могут накапливать энергию в магнитных полях. Основная цель дросселя — отвод переменного тока и пропускание постоянного тока. Радиочастотные (RF) дроссели полагаются на все более крупные размеры катушек индуктивности для блокировки низкочастотных сигналов.

В Triad Magnetics наша опытная команда использует последние достижения в технологии производства магнитов для создания катушек индуктивности и дросселей, которые превосходят ожидаемые характеристики.Мы обеспечиваем соответствие нашей продукции высочайшим стандартам с помощью инспекций, проверок отгрузки и анализа отказов. Наши магнитные решения соответствуют всем соответствующим отраслевым стандартам и международным нормам, включая UL и CSA.

Мы обслуживаем ряд отраслей промышленности с помощью инновационных решений в области магнетизма более 75 лет. Со своего склада в Перрисе, Калифорния, и с производственных предприятий на Филиппинах, в Китае, Тайване и США мы доставляем лучшие в отрасли нестандартные и стандартные магнитные изделия.

Наши профессиональные логистические возможности и обширная глобальная сеть поставщиков позволяют нам предлагать самые короткие в отрасли сроки поставки более чем 1000 магнитных изделий.

Чтобы узнать больше об индукторах, загрузите нашу электронную книгу «Руководство по индукторам». Для получения дополнительной информации о наших решениях свяжитесь с нами или запросите расценки сегодня, чтобы узнать, как индукторы и дроссели от Triad Magnetics могут помочь вашему проекту.

Краткое руководство: RF Choke vs.Индуктор

Катушки индуктивности и ВЧ дроссели в основном представляют собой электрические компоненты одного и того же типа. Разница в конструкции связана с функцией, которую устройство будет выполнять в цепи. Большинство инженеров больше знакомы с индукторами — некоторые думают, что оба устройства могут использоваться взаимозаменяемо — которые распространены в частотно-избирательных системах, таких как тюнер для радиоприемников или фильтров.

Катушки индуктивности

Стандартный индуктор создается путем плотной обмотки проводов (катушек) вокруг твердого стержня или цилиндрического кольца, называемого сердечником индуктора.Когда ток циркулирует по проводам, создается магнитный поток, который противоположен изменению тока (сопротивляется любому изменению электрического тока), но пропорционален значению тока. Кроме того, в катушке индуцируется напряжение из-за движения магнитного потока. Сила магнитного потока зависит от типа сердечника.

Катушки индуктивности классифицируются в зависимости от типа сердечника, на который намотана катушка. На рисунке 1 показаны символы, используемые для различения некоторых типов.

Рисунок 1: Символы индуктивности. Источник: www.electronics-tutorials.ws

Шт.

Как мы видели, катушки индуктивности сопротивляются изменению тока (переменного тока), но легко пропускают постоянный ток. Эта способность противодействовать изменениям тока и взаимосвязи между током и магнитным потоком в катушке индуктивности измеряется с помощью показателя качества, называемого индуктивностью, с символом L и единицами измерения Генри (H), в честь американского ученого и первого секретаря Смитсоновского института. , Джозеф Генри.

RF Дроссели

Мы можем думать о ВЧ дросселях как о применении катушек индуктивности. Они спроектированы как фиксированные индукторы с целью подавления или подавления высокочастотных сигналов переменного тока (AC), включая сигналы от радиочастотных (RF) устройств, и обеспечения прохождения низкочастотных сигналов и сигналов постоянного тока. Строго говоря, в идеале ВЧ дроссель — это индуктор, который отклоняет все частоты и пропускает только постоянный ток. Для этого дроссель (или катушка индуктивности) должен иметь высокий импеданс в диапазоне частот, который он предназначен для подавления, как мы можем видеть, проверив формулу для значения импеданса, X L :

X L = 6.283 * f * L

Где f — частота сигнала, а L — индуктивность. Мы видим, что чем выше частота, тем выше импеданс, поэтому сигнал с высокой частотой встретит эквивалентное сопротивление (импеданс), которое заблокирует его прохождение через дроссель. Низкочастотные сигналы и сигналы постоянного тока будут проходить с небольшими потерями мощности.

Дроссели обычно состоят из катушки из изолированных проводов, намотанных на магнитный сердечник, или круглой «бусинки» из ферритового материала, нанизанной на провод.Их часто наматывают сложным узором, чтобы уменьшить их внутреннюю емкость.

Обычно ВЧ дроссели можно увидеть на компьютерных кабелях. Они известны как ферритовые шарики и используются для устранения цифрового радиочастотного шума. Как показано на Рисунке 2, ферритовые бусины имеют цилиндрическую или торообразную форму и обычно надеваются на проволоку.

Рисунок 2. Ферритовый шарик. Источник: Wuerth Elektronik

Саморезонанс

Реальные катушки индуктивности и дроссели не являются 100-процентными индуктивными.При подаче питания появляются паразитные элементы, которые изменяют поведение устройства и изменяют полное сопротивление. Провода катушки, используемой для изготовления индуктора, всегда создают последовательное сопротивление, а расстояние между витками катушки (обычно разделенных изоляцией) создает паразитную емкость. Этот элемент является параллельным компонентом последовательной комбинации паразитного резистора и идеальной катушки индуктивности. Типичная эквивалентная схема катушки индуктивности показана на рисунке 3.

Рисунок 3: Эквивалентная схема катушки индуктивности

Реактивное сопротивление идеальной катушки индуктивности и паразитного конденсатора определяется по известным формулам:

X L = wL = 6.283 * ширина * длина (1)

X C = 1 / (wC) = 1 / (6,283 * f * C) (2)

Из-за наличия реактивных сопротивлений значение полного импеданса цепи изменяется с частотой. С увеличением частоты реактивное сопротивление конденсатора падает, а емкость катушки индуктивности увеличивается. Существует частота, при которой реактивное сопротивление идеальной катушки индуктивности и паразитного конденсатора равны. Это называется собственной резонансной частотой параллельной резонансной системы. В параллельном резонансном контуре полное сопротивление на резонансной частоте является максимальным и чисто резистивным.На рисунке 4 показаны графики зависимости импеданса от частоты в соответствии с уравнениями 1 (красным) и 2 (синим). Полный импеданс (черный) показывает резонансную частоту в точке, где оба импеданса равны. Импеданс в этой точке является чисто резистивным и имеет максимальное значение.

Рисунок 4. Импеданс в зависимости от частоты. Источник: Texas Instruments

.

штуцеры

НОВИНКА! ‣ — Пакеты электронных компонентов Amazon. Посетите страницу Amazon Electronic Component Packs.

Что такое дроссели?

Дроссели — это фиксированные катушки индуктивности, в первую очередь предназначенные для «дросселирования» переменного тока, в том числе высокочастотного, от линий питания постоянного тока. «ВЧ дроссель» спроектирован так, чтобы иметь высокий импеданс в большом диапазоне частот.

Это сильно отличается от фиксированных катушек индуктивности, которые предназначены для использования в настраиваемых схемах. В некоторых очень случайных приложениях вы можете заменить дроссели на фиксированные катушки индуктивности, но, как правило, и, конечно, есть исключения из этого правила, я бы не стал.

Единственным исключением могут быть приложения, в которых используются либо некритические фильтры верхних частот, либо фильтры нижних частот.

С другой стороны, я, конечно, не стал бы рассматривать использование дросселя в приложении с фиксированной катушкой индуктивности, таком как качественный узкополосный фильтр или в каскадах определения частоты LC-генератора.

Мое главное возражение касается «Q» штуцера. Вторичные возражения касаются термической устойчивости штуцера. Типичные формованные дроссели, которые можно купить довольно дешево, не совсем предназначены для того, чтобы служить памятником ни высокой добротности, ни термической стабильности, ни высоким допускам.

Другие возражения относятся к собственной резонансной частоте (SRF). Дроссель, как и любой дроссель, также демонстрирует некоторую степень собственной емкости или «распределенной емкости». Эта емкость в сочетании с расчетной индуктивностью являются резонансными на определенной частоте.

Резонансные частоты дросселя

На низких частотах эта емкость практически не влияет, и дроссель может быть изображен как «A» на рисунке 1. Сопротивление — это внутреннее сопротивление дросселя как при переменном, так и постоянном токе.Когда рабочая частота повышается, «распределенная емкость» начинает становиться значительной в точке, где L и C образуют параллельный резонансный контур, как в «B».


Рисунок 1. — Резонансные частоты дросселя

Еще раз увеличивая рабочую частоту, мы обнаруживаем, что реактивное сопротивление дросселя преобладает над емкостью до такой степени, что теперь он представляет собой последовательный резонансный контур «C». В этот момент производительность дросселей серьезно ухудшается.

Дроссели литые

Типичный экономичный дроссель, который имеет тенденцию выглядеть как резистор и имеет цветовую кодировку, аналогичную следующей на рисунке 2, который представляет собой таблицу цветовых кодов дросселей.

Таблица цветовых кодов дросселей


Рисунок 2. — Таблица цветовых кодов штуцера

Вообще говоря, эти дроссели предназначены для миниатюризации, и какой бы тип дросселя вы ни собирались использовать, всегда дважды проверяйте его, чтобы убедиться, что он может выдерживать ожидаемый ток. Самое главное !, вы не хотите, чтобы он функционировал как «вспышка», каламбур.

Простые маломощные дроссели часто можно дешево изготовить, намотав витки провода, способного проводить достаточный ток, к корпусному резистору подходящего размера.Формирователь пластикового типа также может быть использован при использовании отрезка, например, спицы. На более высоких частотах рассмотрите небольшой дроссель с воздушной обмоткой. Дроссели тоже дешевые.

Самодельные дроссели часто легко наматываются на ферритовые тороиды с высокой проницаемостью, ферритовые бусины или даже сердечники бинокулярного типа, используемые для балунов. Просто не забудьте использовать калибр проводов, который будет комфортно выдерживать ожидаемый ток через ваши дроссели. Также помните, что чем выше проницаемость сердечника, тем меньше требуется витков и тем меньше «распределенной емкости» возникает в ваших дросселях.

Если позволяет ваш бюджет, подумайте о создании комплекта LC-метра, чтобы иметь возможность измерять индуктивность ваших дросселей, катушек индуктивности или даже проверять емкость конденсаторов.

КНИГА — Справочник по индуктору Клетуса Дж. Кайзера

Ссылка на эту страницу

НОВИНКА! Как перейти по прямой ссылке на эту страницу

Хотите создать ссылку на мою страницу со своего сайта? Нет ничего проще. Знания HTML не требуются; даже технофобы могут это сделать.Все, что вам нужно сделать, это скопировать и вставить следующий код. Все ссылки приветствуются; Искренне благодарю вас за вашу поддержку.

Скопируйте и вставьте следующий код для текстовой ссылки :

<а href = "https://www.electronics-tutorials.com/basics/chokes.htm" target = "_ top"> посетите страницу Ian Purdie VK2TIP "Chokes"

, и он должен выглядеть так:
посетите Ian Purdie VK2TIP «Chokes» Страница



ВЫ ЗДЕСЬ: ГЛАВНАЯ> ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ> ЗАМЕТКИ

автор Ян К.Purdie, VK2TIP сайта www.electronics-tutorials.com заявляет о моральном праве на быть идентифицированным как автор этого веб-сайта и всего его содержания. Copyright © 2000, все права защищены. См. Копирование и ссылки. Эти электронные учебные пособия предназначены для индивидуального частного использования, и автор не несет никакой ответственности за применение, использование, неправильное использование любого из этих проектов или учебных пособий по электронике, которые могут привести к прямому или косвенному ущербу или убыткам, возникающим в результате этих проектов или учебных пособий. .Все материалы предоставляются для бесплатного частного и общественного использования.
Коммерческое использование запрещено без предварительного письменного разрешения www.electronics-tutorials.com.


Авторские права © 2000, все права защищены. URL — https://www.electronics-tutorials.com/basics/chokes.htm

Обновлено 15 мая 2000 г.

Связаться ВК2ТИП

Как я могу смоделировать этот синфазный дроссель в цепи в LTspice?

Как я могу смоделировать этот синфазный дроссель в цепи в LTspice? — Обмен электротехнического стека
Сеть обмена стеков

Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange
  1. 0
  2. +0
  3. Авторизоваться Зарегистрироваться

Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил

Просмотрено 13к раз

\ $ \ begingroup \ $

Как можно использовать дроссель синфазного сигнала на схеме ниже в LTspice? Катушкой индуктивности или трансформатором? Как должна быть нарисована схема в LTspice?

Я хочу использовать это, чтобы отфильтровать шумы CM для несимметричного коаксиального кабеля.

Создан 21 сен.

floppy380floppy380

1,45466 золотых знаков2525 серебряных знаков5555 бронзовых знаков

\ $ \ endgroup \ $ 4 \ $ \ begingroup \ $

При достаточно малых токах синфазный дроссель выглядит как трансформатор 1: 1 с сопротивлением, включенным параллельно каждому из его индукторов.Вы можете очень близко подойти к правильному результату, посмотрев на график зависимости импеданса от частоты. На низких частотах сопротивление увеличивается, как у катушки индуктивности. Используйте это, чтобы получить значение индуктивности. На некоторой высокой частоте индуктивность достигает максимума. Предположите свою индуктивность и вычислите сопротивление. Этого будет достаточно для большинства моделей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *