Як оформити котушку

Кожен любитель, який хоче пограти в радіо, повинен - ​​в якийсь момент - намотати котушку або дві, будь то антенна котушка AM радіо, котушка на тороїдальному сердечнику для смугового фільтра в трансивері зв'язку або котушка з центральним прослуховуванням для використання в осциляторі Хартлі. Намотування котушок не є складним, але досить трудомістким. Існують різні методи виготовлення котушок, залежно від сфери використання та необхідної індуктивності. Повітряні сердечники є найбільш широкосмуговими, але отримання високої індуктивності означає використання великої кількості дроту, вони також не є найбільш ефективними для магнітного поля, що виходить із котушки - це діюче магнітне поле може спричинити перешкоди, вводячи в сусідні дроти та інші котушки.

Намотуючи котушку, над феромагнітною котушкою фокусується магнітне поле, збільшуючи індуктивність. Співвідношення індуктивності після і до того, як серцевина з діаметром котушки була вставлена ​​всередину, вона називається відносною проникністю (позначається μ _r). Різні часто використовувані матеріали мають різну відносну проникність: від 4000 для електротехнічної сталі, що використовується в мережевих трансформаторах, до приблизно 300 для феритів, що використовуються в трансформаторах ДСП, і близько 20 для стрижнів із порошкового заліза, що використовуються в УКХ. Кожен матеріал серцевини повинен використовуватися лише в межах зазначеного діапазону частот, поза яким сердечник починає мати великі втрати. Тороїдальні багатоапертурні сердечники, горщик та інші закриті сердечники закривають магнітне поле всередині сердечника, збільшуючи ефективність і практично зменшуючи перешкоди до нуля. Щоб дізнатись більше про індуктори та їх роботу, перейдіть за посиланням.

Повітряно-порошкові індуктори

Повітряні котушки хороші для котушок з низькою індуктивністю, де перешкоди не мають найважливішого значення. Котушки з невеликою кількістю витків та відносно товстим дротом намотують на циліндричний предмет, такий як свердло або бідон, який потім видаляється і котушка підтримується, іноді котушка покрита смолою для підвищення механічної стійкості. Більші котушки з великою кількістю витків зазвичай намотують на неферомагнітний формувач, такий як порожниста пластикова трубка або керамічний формувач (для котушок високої потужності), а потім закріплюють на першому клеєм. Для їх накручування спочатку потрібно розрахувати необхідний діаметр дроту, оскільки він має великий вплив на загальну довжину котушки.

Формула для діаметра дроту є

(√I) * 0,6 = d, де I - середньоквадратичний або постійний струм, а d - діаметр дроту.

Якщо котушки використовуються на низьких рівнях потужності, діаметр дроту має не настільки велике значення, 0,3 мм добре для більшості застосувань і 0,12 мм для консервів, якщо котушки, що використовуються, знаходяться в транзисторних радіоприймачах. Якщо котушка використовується в роботі генератора, провід повинен бути жорстким, щоб запобігти ефекту викривлення, оскільки вони можуть певною мірою змінювати індуктивність та спричиняти нестабільність частоти (рух).

Далі потрібно знати, якого діаметра повинна бути котушка. Рекомендується, щоб діаметр котушки становив від 50% до 80% довжини котушки для оптимального Q, і це залежить від того, скільки місця може займати котушка. Якщо котушка буде самонесучою, ви можете використовувати болт або гвинт, накрутити повороти всередині пазів і вийняти болт, відкрутивши його, утримуючи дріт котушки, це робить дуже рівною і відтворюваною котушкою.

Нижче наведена формула індуктивності циліндричної котушки

L = μ _г (п ². ᴫ ². Г ² / л) 0,00000126

L - індуктивність в Генрі, μ _r - відносна проникність сердечника (1 для повітряних, пластикових, керамічних тощо котушок), n - кількість витків, π - pi, r - радіус котушки в метрах (від середина шару проводки до середини обмотки) або половина діаметра (від середини шару проводки через середину до середини шару проводки з іншого боку), l - довжина обмотки в метрів, а довге число на звороті - це проникність вільного простору.

Інша формула індуктивності.

L = (n ^2. D ²) / 18d + 40l

Ця формула використовується при намотуванні одношарової рівномірної котушки з усіма витками, які тісно намотані без проміжку між ними. Одиниці вимірювання такі ж, як і у наведеній вище формулі, за винятком d, який є діаметром котушки в метрах.

Дуже хороший калькулятор для котушки зробив Серж Й. Стробандт, позивний ON4AA тут.

Як зробити повітропровідний індуктор

Для намотування звичайної котушки з повітряним сердечником вам потрібна машина, джерело дроту, трохи дрібного наждачного паперу або модельний ніж (не показано) і трохи суперклею або двосторонньої стрічки, щоб утримувати дріт на місці.

Після проектування котушки настав час намотати її. Якщо ви робите повітряну котушку, бажано використовувати пластикову форму для намотування, оскільки пластикова форма не є феромагнітноюі не проводить електрику, це не вплине на продуктивність котушки при низьких рівнях потужності. Далі відріжте смужку двостороннього скотча довжиною котушки і приклейте її до першої, потім просвердліть отвори в першій, де закінчується котушка і на відводах, зніміть покривний шар на стрічці і починайте намотувати, спочатку пропускаючи його через отвір, який ви просвердлили, потім намотуючи, як зазвичай, дріт буде утримуватися двостороннім скотчем, або ж ви можете приклеїти прохання котушки до першого після намотування декількох витків цианоакрилатним клеєм, намотайте решту котушки і приклеюйте кожні 1 см (також називають суперклеєм, використовуйте рукавички, дуже важко видалити з шкіри і викликає роздратування). Для кранів скрутіть довжину дроту між собою, пропустіть її через отвір у першій і продовжуйте, як зазвичай. Спробуйте накрутити повороти впритул,після намотування зачистіть емаль за допомогою дрібного наждачного паперу або ножа для моделювання та обробіть кінці паяльником. Ви можете використовувати вимірювач LCR для вимірювання індуктивності або GDM, а GDM як пристрій для вимірювання індуктивності див.

Нижче на малюнках пояснюється процес намотування індуктора повітряного сердечника:

Крок 1: Нижче на двох малюнках зображено колишнього з трохи стрічки, де буде намотаний дріт, та отвори для утримання дроту на місці.

Крок 2: На зображенні нижче захисна плівка знялася, обмотка розпочалася, а дріт для крана згинається і скручується .

Крок 3: Потім проткніть отвір у першому та з іншого боку.

Крок 4: У готової котушки дроти лудять, занурюючи їх у припій на шматок ламінату ПХД.

Крок 5: Нарешті вимірюється індуктивність котушки за допомогою вимірювача LCR. Ви також можете використовувати Arduino для вимірювання індуктивності котушки або можна скористатися сітчастим вимірювачем (GDM).

Намотування котушок на феритових стрижнях

Намотування котушок на ферритових стрижнях (наприклад, антени з феритових стрижнів у радіоприймачах) схоже на намотування котушок з повітряним сердечником, але оскільки ви не можете просвердлити ферритовий стрижень, вам доведеться покладатися на двосторонній скотч або клей для утримання дроту туго. Оскільки стрічка не завжди прилипає до фериту, гарною ідеєю є спочатку покрити стрижень одним-трьома шарами паперового малярського скотчу прямо під тим місцем, де повинна проходити котушка, і наклеїти на нього стрічку. Ви можете використовувати супер-клей, щоб утримувати дріт на місці, а не двосторонній.

Для розрахунку котушки використовуйте формулу індуктивності для циліндричної котушки, знайдену вище, для μ _r введіть відносну проникність, знайдену в таблиці даних або в онлайн-калькуляторі котушок. Якщо ви розробили котушку, ви зможете намотати її, як котушки з повітряним сердечником, але існує інший спосіб, швидший !

Помістіть феритовий стрижень у електричну дриль, як свердло і обертайте його повільно, стрижень буде обертатися самостійно, таким чином ви зможете дуже швидко зробити високоякісні котушки з високою індуктивністю з великою кількістю оборотів! Якщо у вас є пластикові ущільнювачі для стержня, спочатку намотайте їх, а потім покладіть на котушку і приклейте на місце.

Ліворуч - заводська антенна котушка в радіомовному приймачі, де котушка намотана на першу, яка кріпиться до стрижня за допомогою пластикових елементів. Дріт утримується на місці епоксидною смолою. Праворуч на феритовому стрижні є невелика котушка, виконана описаними вище методами.

Тороїдальне намотування серцевини

Тороїдальні котушки досить легко розрахувати, але трохи складно для вітру. Тороїдальні сердечники мають широкий спектр застосувань, наприклад, індуктори фільтрів у ДЗП, дроселі RFI, силові трансформатори SMPS, вхідні фільтри ВЧ, балуни, трансформатори струму та інші.

Індуктивність тороїдальної котушки в наногенріях (коли індекс індуктивності AL вказаний у нН / N ²) можна обчислити за допомогою цієї формули:

L (nH) = A _L (nH / N ²) * Обертається ²

Після перетворення отримуємо формулу кількості витків, необхідних для необхідної індуктивності:

Потрібні обороти = ^1/2

Для намотування тороїдальної котушки потрібно тороїдальний сердечник, джерело дроту (хорошими джерелами є котушки відхилення від старих ЕЛТ-телевізорів), трохи дрібного наждачного паперу та трохи суперклею.

Для намотування тороїда спочатку потрібно відрізати відповідну довжину дроту, тому що ви не можете пропустити рулон дроту через отвір. Щоб розрахувати потрібний провід, помножте окружність перерізу кільця на кількість необхідних витків. Це іноді зазначається у таблиці як mlt (середня довжина на поворот). На цьому веб-сайті є онлайн-калькулятор, який допомагає у розробці тороїдальних котушок, просто виберіть своє осердя, додайте необхідну індуктивність, і це дає необхідну кількість дроту та витків.

Крок 1: Спочатку пропустіть один кінець дроту через отвір, переконайтесь, що стирчить близько 4 см - цей шматочок називається косичкою.

Крок 2: Намотайте косичку навколо серцевини, залиште від 1 до 2 см, а решту закріпіть суперклеєм.

Крок 3: Залиште довжину дроту, щоб намотати решту котушки, прикріпіть довший кінець до цвяха або цвяха для полегшення намотування.

Оскільки котушка має низьку індуктивність (близько 3,6 мкГн) за відсутності професійного лічильника LCR, краще використовувати GDM, оскільки звичайні лічильники на основі мікроконтролера мають дуже низьку точність при вимірюванні малих індуктивностей. Конденсатор 680pF був підключений до котушки паралельно, разом з невеликим з'єднувальним контуром. Ця схема занурена на 3,5 МГц (праворуч), введення цих значень у резонансний калькулятор дає нам близько 3 мкГн. Зліва лічильник встановлений на іншу частоту, поза резонансом ланцюга.

Розраховані котушки можуть дати дуже різні результати в реальному житті через паразитні ємності та паралельний саморезонанс, спричинений ними.