Každý fanoušek, který se chce bavit rádiem, musí - v určitém okamžiku - navinout cívku nebo dvě, ať už je to anténní cívka rádia AM, cívka na toroidním jádru pro pásmový filtr v komunikačním vysílači / přijímači nebo centrálně poklepaná cívka pro použití v Hartleyho oscilátoru. Navíjení cívek není těžké, ale časově náročné. Existují různé způsoby výroby cívek, v závislosti na oblasti použití a potřebné indukčnosti. Vzduchová jádra jsou nejširší pásmo, ale získání vysoké indukčnosti znamená použití velkého množství drátu, ale také nejúčinnější pro magnetické pole unikající z cívky - toto unikající magnetické pole může způsobit rušení indukcí v blízkých vodičích a jiných cívkách.
Navinutí cívky na feromagnetickou cívku zaostří magnetické pole a zvýší indukčnost. Poměr indukčnosti po a před vložením jádra s průměrem cívky se nazývá relativní permeabilita (označená μ r). Různé běžně používané materiály mají různé relativní permeability, od 4000 pro elektrickou ocel používanou v síťových transformátorech, přes přibližně 300 pro ferity používané v transformátorech SMPS a přibližně 20 pro jádra železného prášku používané na VHF. Každý materiál jádra by měl být používán pouze uvnitř specifikovaného frekvenčního rozsahu, mimo nějž jádro začíná vykazovat vysoké ztráty. Toroidní jádra, víceotvorová jádra, hrnec a další uzavřená jádra uzavírají magnetické pole uvnitř jádra, což zvyšuje účinnost a prakticky snižuje rušení na nulu. Chcete-li se dozvědět více o induktorech a jejich fungování, klikněte na odkaz.
Air Cored Induktory
Vzduchové cívky jsou dobré pro cívky s nízkou indukčností, kde interference není nanejvýš důležitá. Cívky s malým počtem závitů a relativně silným drátem jsou navinuty na válcovitý předmět, jako je vrták nebo plechovka, který je poté odstraněn a cívka se sama opírá, někdy je cívka potažena pryskyřicí pro vyšší mechanickou stabilitu. Větší cívky se spoustou závitů se běžně navíjejí na neferomagnetický tvarovač, jako je dutá plastová trubka nebo keramický tvarovač (pro vysokovýkonné vysokofrekvenční cívky), a poté se k tvarovači připevňují lepidlem. Chcete-li je navinout, musíte nejprve vypočítat požadovaný průměr drátu, protože to má velký vliv na celkovou délku cívky.
Vzorec pro průměr drátu je
(√I) * 0,6 = d, kde I je RMS nebo DC proud ad je průměr drátu.
Pokud se cívky používají při nízkých úrovních výkonu, průměr drátu není tak důležitý, 0,3 mm je dobré pro většinu aplikací a 0,12 mm je dobré pro konzervy, pokud jsou použité cívky v tranzistorových rádiových přijímačích. Pokud se cívka používá v provozu oscilátoru, měl by být vodič tuhý, aby se zabránilo deformačním účinkům, protože mohou do určité míry změnit indukčnost a způsobit nestabilitu frekvence (řízení).
Dále musíte vědět, jaký průměr musí mít cívka. Doporučuje se, aby průměr cívky byl 50% až 80% délky cívky pro optimální Q a ty jsou závislé na tom, kolik místa může cívka zabírat. Pokud bude cívka samonosná, můžete použít šroub nebo šroub, natočit závity uvnitř drážek a odstranit šroub odšroubováním, zatímco držíte drát cívky, což vytváří velmi rovnoměrnou a reprodukovatelnou cívku.
Níže je uveden vzorec indukčnosti pro válcovou cívku
L = μ r (n 2. ᴫ 2. R 2 / l) 0,00000126
L je indukčnost v henries, μ r je relativní propustnost jádra (1 pro vzduchové, plastové, keramické atd. Cívky), n je počet závitů, π je pi, r je poloměr cívky v metrech (od střed vrstvy elektroinstalace do středu vinutí) nebo polovina průměru (od středu vrstvy elektroinstalace přes střed do středu vrstvy elektroinstalace na druhé straně), l je délka vinutí v metrů a dlouhé číslo na zadní straně je propustnost volného prostoru.
Další vzorec pro indukčnost.
L = (N 2 d. 2) / 18d + 40 l
Tento vzorec se používá při navíjení jednovrstvé rovnoměrné cívky, přičemž všechny závity jsou těsně navinuty bez mezery mezi nimi. Jednotky jsou stejné jako u výše uvedeného vzorce, kromě d, což je průměr cívky v metrech.
Velmi dobrou kalkulačku pro cívku vytvořil Serge Y. Stroobandt, volací značka ON4AA zde.
Jak vyrobit induktor vzduch-jádro
K navíjení běžné cívky se vzduchovým jádrem potřebujete tvarovač, zdroj drátu, jemný brusný papír nebo modelovací nůž (není zobrazen) a trochu lepidla nebo oboustranné pásky, které drží drát na místě.
Po navržení cívky je čas ji navinout. Pokud vyrábíte cívku se vzduchovým jádrem, je dobré ji navinout pomocí plastového formovače, protože plastový formovač je neferomagnetickýa nevede elektřinu, neovlivní výkon cívky při nízkých úrovních výkonu. Dále odřízněte proužek oboustranné pásky s délkou cívky a přilepte ji k první cívce, poté do ní vyvrtejte otvory, kde končí cívka, a po klepnutích sundejte krycí vrstvu na pásku a začněte navíjet, nejprve průchodem otvorem, který jste vyvrtali, a poté navinutím, jako obvykle, bude drát držen oboustrannou páskou, alternativně můžete lepit žebrání cívky na první po navinutí několika otáček kyanoakrylátovým lepidlem, navinout zbytek cívky a lepidlo každých 1 cm (také se nazývá super lepidlo, používejte rukavice, je velmi těžké ho z kůže odstranit a způsobuje podráždění). U kohoutků zkrouťte délku drátu dohromady, protáhněte jej otvorem v předchozím a pokračujte jako obvykle. Zkuste zatočit zatáčky blízko,po navinutí smalt odstraňte pomocí jemného brusného papíru nebo modelovacího nože a konce pocínujte páječkou. Můžete použít měřič LCR pro měření indukčnosti nebo GDM, pro použití GDM jako zařízení pro měření indukčnosti viz propojený článek.
Níže uvedené obrázky vysvětlují proces navíjení induktoru typu vzduch-jádro:
Krok 1: Níže dva obrázky ukazují Bývalého s trochou pásky, kde bude drát navinut, a Otvory pro udržení drátu na místě.
Krok 2: Na níže uvedeném obrázku se ochranná fólie stáhla, navíjení začalo a drát pro kohoutek je ohnut a zkroucen dohromady .
Krok 3: Poté protáhněte otvor v první a ven z druhé strany.
Krok 4: Hotová cívka má své dráty pocínované ponořením do pájky na kousek laminátu PCB.
Krok 5: Nakonec se pomocí LCR měřiče měří indukčnost cívky. Můžete také použít Arduino k měření indukčnosti cívky nebo můžete použít Grid Dip Meter (GDM).
Navíjecí cívky na feritových prutech
Navíjení cívek na feritových prutech (například antény Feritových tyčí v rádiových přijímačích) je podobné jako u navíjení cívek se vzduchovým jádrem, ale protože nemůžete vrtat přes feritovou tyč, musíte se spolehnout na oboustrannou pásku nebo lepidlo, které drží drát pevně. Vzhledem k tomu, že páska ne vždy přilne k feritu, je dobré nejprve zakrýt tyč jednou až třemi vrstvami papírové maskovací pásky přímo pod místem, kam musí cívka jít, a pásku přes ni přilepit. Místo oboustranného přidržení drátu můžete použít super lepidlo.
Pro výpočet cívky použijte vzorec indukčnosti pro výše uvedenou válcovou cívku, pro μ r zadejte relativní propustnost nalezenou v datovém listu nebo online kalkulačce cívky. Pokud jste navrhli cívku , můžete ji navinout jako vzduchové cívky, ale existuje jiná metoda, rychlejší metoda !
Vložte feritovou tyč do elektrické vrtačky, stejně jako vrták a pomalu ji otáčejte, tyč se bude otáčet sama, tímto způsobem můžete velmi rychle vyrobit vysoce kvalitní a vysoce indukční cívky se spoustou závitů! Pokud máte plastové tyče pro prut, nejprve na ně naviňte a poté je položte na cívku a přilepte je na místo.
Na levé straně je továrně vyrobená anténní cívka ve vysílacím přijímači, kde je cívka navinuta na formovač, který je připevněn k tyči pomocí plastových prvků. Drát je držen na místě pomocí epoxidové pryskyřice. Vpravo je na feritové tyči malá cívka vyrobená výše popsanými způsoby.
Vinutí toroidního jádra
Toroidní cívky jsou poměrně snadno vypočítatelné, ale trochu složité vůči větru. Toroidní jádra mají širokou škálu aplikací, jako jsou filtrační induktory v SMPS, RFI tlumivky, výkonové transformátory SMPS, RF vstupní filtry, baluny, transformátory proudu a další.
Indukčnost toroidní cívky v nanohrádkách (Když je index indukčnosti AL uveden v nH / N 2) lze vypočítat pomocí tohoto vzorce:
L (NH) = A L (NH / N 2) * Otáčky 2
Po převodu dostaneme vzorec pro počet závitů potřebných pro požadovanou indukčnost:
Potřebné otáčky = 1/2
K navíjení toroidní cívky potřebujete toroidní jádro, zdroj drátu (dobrým zdrojem jsou vychylovací cívky ze starých televizorů CRT), jemný brusný papír a trochu lepidla.
Chcete-li navinout toroid, musíte nejprve nastříhat odpovídající délku drátu, protože nemůžete projít rolí drátu otvorem. Pro výpočet potřebného drátu vynásobte obvod průřezu prstence počtem potřebných závitů. To se někdy v datovém listu uvádí jako mlt (průměrná délka na tah). Na tomto webu je online kalkulačka, která pomáhá při navrhování toroidních cívek, stačí vybrat jádro, zapojit požadovanou indukčnost a udává potřebné množství drátu a závitů.
Krok 1: Nejprve protáhněte jeden konec drátu otvorem, ujistěte se, že vyčnívají asi 4 cm - tento kousek se nazývá pigtail.
Krok 2: Naviňte pigtail kolem jádra, nechte 1 cm až 2 cm vypnutý a zbytek zajistěte lepidlem.
Krok 3: Použijte zbývající délku drátu k navinutí zbytku cívky, delší konec připevněte na hřebík nebo hřebík pro snazší navíjení.
Vzhledem k tomu, že se očekává, že cívka bude mít nízkou indukčnost (kolem 3,6 μH) při absenci profesionálního měřiče LCR, je lepší použít GDM, protože běžné měřiče založené na mikrokontroléru mají při měření malých indukčností velmi nízkou přesnost. K cívce byl paralelně připojen kondenzátor 680pF spolu s malou spojovací smyčkou. Tento obvod klesl na 3,5 MHz (vpravo) a uvedení těchto hodnot do rezonanční kalkulačky nám dává kolem 3μH. Vlevo je měřič nastaven na jinou frekvenci mimo rezonanci obvodu.
Vypočítané cívky mohou v reálném životě poskytnout velmi odlišné výsledky kvůli parazitním kapacitám a paralelní vlastní rezonanci, kterou způsobují.