Як зробити розрахунок котушок індуктивності (одношарових, циліндричних без сердечника)

Індуктивність котушки залежить від її геометричних розмірів, числа витків і способу намотування котушки. Чим більше діаметр, довжина намотування і число витків котушки, тим більше її індуктивність.

Якщо котушка намотується щільно виток до витка, то індуктивність її буде більше в порівнянні з котушкою, намотаної нещільно, з проміжками між витками. Коли потрібно намотати котушку за заданими розмірами і немає проводи потрібного діаметру, то при намотуванні її більш товстим проводом треба дещо збільшити, а тонким – зменшити число витків котушки, щоб отримати необхідну індуктивність.

Всі наведені вище міркування справедливі за намотуванні котушок без феритових сердечників.

Розрахунок одношарових циліндричних котушок здійснюється за формулою

де L – індуктивність котушки, мкГн; D – діаметр котушки, см; l – довжина намотування котушки, см; n-число витків котушки.

При розрахунку котушки можуть зустрітися два випадки:

а) за заданими геометричних розмірів необхідно визначити індуктивність котушки;

б) при відомій індуктивності визначити число витків і діаметр проводу котушки.

У першому випадку всі вихідні дані, що входять у формулу, відомі, і розрахунок не представляє утруднень.

Приклад. Визначимо індуктивність котушки, що на рис. 97; для цього підставимо у формулу всі необхідні величини:

У другому випадку відомі діаметр котушки і довжина намотування, яка, у свою чергу, залежить від числа витків і діаметру дроту. Тому розрахунок рекомендується вести в такій послідовності. Виходячи з конструктивних міркувань визначають розміри котушки, діаметр і

довжину намотування, а потім розраховують число витків за формулою

Після того, як буде знайдено число витків, визначають діаметр проводу з ізоляцією за формулою

де d-діаметр дроту, мм, l – довжина обмотки, мм, п – число витків.

Приклад. Потрібно виготовити котушку діаметром 1 см при довжині намотування 2 см, що має індуктивність 0,8 мкГн. Намотування рядова виток до витка.

Підставивши в останню формулу задані величини,

отримаємо:

Діаметр дроту

Якщо цю котушку намотувати проводом меншого діаметра, то потрібно отримані розрахунковим шляхом 14 витків розмістити по всій довжині котушки (20 мм) з рівними проміжками між витками, тобто з кроком намотки. Індуктивність даної котушки буде на 1-2% меншою від номінальної, що слід враховувати при виготовленні таких котушок. При намотуванні в разі потреби більш товстим дротом, ніж 1,43 мм, слід зробити новий розрахунок, збільшивши діаметр або довжину намотування котушки. Можливо, також доведеться збільшити і те й інше одночасно, поки не будуть отримані необхідні габарити котушки, відповідні заданій індуктивності.

Слід зауважити, що за наведеними вище формулами рекомендується розраховувати такі котушки, у яких довжина намотування l дорівнює або більше половини діаметру. Якщо ж довжина намотування менше половини діаметра D / 2, то більш точні результати можна отримати за формулами

В. Г. Бастанов, "300 практичних рад"