Потери в катушках индуктивности

 

В катушках индуктивности помимо основного эффекта взаимодействия тока и магнитного поля наблюдаются паразитные эффекты, вследствие которых сопротивление катушки не является чисто реактивным и равным Х_L. Наличие паразитных эффектов ведет к появлению потерь в катушке, оцениваемых сопротивлением потерь R_П , которое определяет добротность катушки индуктивности                 . Потери складываются из потерь в проводах, диэлектрике, сердечнике и экране.

Потери в проводахвызваны тремя причинами.

Во-первых, провода обмотки обладают омическим сопротивлением

Во-вторых, сопротивление провода обмотки переменному току возрастает с ростом частоты, что обусловлено поверхностным эффектом, суть которого состоит в том, что ток протекает не по всему сечению проводника, а по кольцевой части поперечного сечения

В третьих, в проводах обмотки, свитой в спираль, проявляется эффект близости (рис. 3.3), суть которого состоит в вытеснении тока под воздействием вихревых токов и магнитного поля к периферии провода, прилегающей к каркасу, в результате чего сечение, по которому протекает ток, принимает серповидный характер, что ведет к дополнительному возрастанию сопротивления провода.

Рис.3.3. К пояснению эффекта близости

 

Существует оптимальный диаметр провода d_опт , при котором сопротивление

провода току высокой частоты оказывается минимальным. Для однослойных катушек d_опт= 0,2-0,6мм, для многослойных d_опт =0,08-0,2мм. Существенно уменьшить потери в проводах  можно применяя провод "литцендрат", состоящий из большего числа жилок, скрученных в жгут. При небольшом диаметре тонких жилок ослабляется поверхностный эффект, а скручивание жилок в жгут ослабляет эффект близости.

Потери в диэлектрике обусловлены тем, что между соседними витками катушки существует емкость, имеющая две составляющих - емкость через воздух С_ов и емкость через диэлектрик С_од (рис.3.4). Потери в диэлектрике учитываются величиной tgd, зная которую можно рассчитать сопротивление потерь.

Потери в сердечнике складываются из потерь на вихревые токи, потерь на гистерезис и начальных потерь, и учитываются как тангенс угла потерь в сердечнике.

В справочниках приводятся значения указанных видов потерь для различных типов сердечников.

Рис.3.4. К пояснению двух составляющих паразитной емкости

катушек индуктивности

 

Потери в экране обусловлены тем, что ток, протекающий по катушке, индуцирует ток в экране.

Практически величина добротности катушек индуктивности лежит в пределах от 30 до 200 (Q = wL/R_п ). Повышение добротности достигается оптимальным выбором диаметра провода, увеличением размеров катушки индуктивности и применением сердечников с высокой магнитной проницаемостью и малыми потерями.

---

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 404; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!