До числа елементів, без яких неможливо побудувати радіоприймач, телевізор, магнітофон та багато інших радіоприлади, відносяться котушки і дроселі. Їх найважливішою характеристикою є індуктивність. У ланцюгах змінного струму котушки і дроселі поводяться як резистори, опір яких зростає із збільшенням частоти.

Індуктивність вимірюють в генрі (Гн), міллігенрі (1 мГн = 10-3 Гн), мікрогенрі (1 мкГн = 10-6 Гн) та наногенрі (1 нГн = 10г9 Гн).

Одне з перших умовних позначень котушки нагадувало малюнок спіралі з дроту, яким намотана котушка. Пізніше витки котушок стали зображати у вигляді пересічних дуг кіл. ГОСТ 7624-62 встановив нове позначення, побудоване з декількох напівкіл, дотичних кінцями (рис. 63). У ГОСТ 2.723-68, що входить до ЕСКД, це позначення збережено, однак для забезпечення соотаетствующіх пропорцій в розмірах символу і більшої виразності його в поєднанні з іншими позначеннями встановлено певне число напівкіл, рівне чотирьом.

  Індуктивність котушок, Використовуваних в коливальних контурах радіомовних приймачів, в залежності від діапазону частот становить від часток та одиниць мікрогенрі (УКВ і KB) до декількох міллігенрі (ДВ).

У радіоприймальних і радіопередавальних апаратурі нерідко застосовують котушки з регульованою індуктивністю, що є основним органом налаштування коливального контуру в широкому діапазоні частот. Частина витків такої котушки намотують на каркасі більшого діаметра, а іншу частину – на каркасі меншого діаметру. Малу котушку поміщають всередину великий і закріплюють на валику, вісь якого перпендикулярна осі великий котушки, а висновки обмоток з’єднують послідовно. При повороті валика взаємний вплив котушок змінюється, а в результаті змінюється і індуктивність. Такі пристрої отримали назву варіометрів. На схемах їх зображують двома символами котушок, розташованими паралельно або перпендикулярно один

 

Рис. 63

 

Рис. 64

іншому. Зміна індуктивності показують знаком регулювання, які перетинають обидва символи (рис. 64).

У антенних контурах короткохвильових передавачів і спеціальних приймачів УКВ застосовують варіометри зі змінним числом витків. Такий варіометр складається з циліндричного або конічного каркаса зі спіральною канавкою, в яку покладений провід котушки. До виступаючої над каркасом частини дроти притискається контактний ролик або пружна щітка, які при обертанні котушки ковзають по витках і переміщаються в площині, паралельної твірної циліндра або конуса. Таким чином, в контур виявляється можливим ввести необхідне число витків, тобто отримати потрібну індуктивність.

В умовному позначенні варіометра подібної конструкції ролКк або щітку зображують у вигляді стрілки, вістря якої стосується опуклої частини півкола основного символу (мал. 65).

   Варіометри характеризуються плавною зміною індуктивності. Для її ступеневої зміни, а також у деяких інших випадках у котушок роблять відводи. Умовні позначення котушок з відводами показані на рис. 66.

Важливим параметром, що характеризує якість котушок, є добротність, що чисельно дорівнює відношенню її індуктивного опору змінному струму даної частоти до опору постійному струму. Щоб збільшити добротність, користуються різними конструктивними прийомами, але найбільший ефект дає введення в котушку магнітопровода (осердя) із спеціального магнітного матеріалу.

При внесенні магнітопровода в котушку силові лінії магнітного поля концентруються в магнітопроводі, так як його опір магнітному потоку значно менше, ніж повітря. В результаті магнітний потік, а отже, і індуктивність котушки збільшуються в кілька разів, що дозволяє зменшити число витків, а значить, і опір котушки постійному струму. Крім того, використовуючи магнітолроводи, вдається значно зменшити розміри котушок і дуже простим способом (переміщенням магнітопровода) здійснити регулювання їх індуктивності.

Оскільки котушки з магнітопроводами зазвичай працюють в ланцюгах змінного струму (виняток – котушки електромагнітних реле і деякі інші), застосовувати помилку магнітопроводи зі звичайних магнітних матеріалів не можна. Під дією змінного магнітного поля в суцільному магнітопроводі, який можна розглядати як безліч короткозамкнених витків, виникають так звані вихрові струми, які нагрівають магнітапровол, марно споживаючи частину енергії магнітного поля. Щоб зменшити ці втрати, магнітопроводи котушок, що працюють в діапазоні звукових частот, набирають з окремих тонких ізольованих пластин, виготовлених зі спеціальних електромеханічних сталей або пермалою.

 

 

Рис. 65

 

Рис. 66

В області радіочастот сталеві магнітопроводи, навіть набрані з дуже тонких пластин, незастосовні, тому що втрати на вихрові струми в них неприпустимо великі. Магнітопроводи для котушок, призначених для роботи на радіочастотах, виготовляють із спеціальних матеріалів: маг-нітодіелектріков та феритів. У магнітодіелектрики найдрібніші частинки речовини, що містить у своєму складі залізо, рівномірно розподілені в масі якого діелектрика (бакеліту, стиролу, аміно-пласта). Найбільш широко застосовують магнітопроводи з альсифера. (Сплав алюмінію, кремнію і заліза) і карбонільного заліза.

   Ферити, Що одержали широке поширення в останні три десятиліття, являють собою тверді розчини оксидів металів або їх солей, які пройшли спеціальну термічну обробку (випал). Виходить при цьому речовина – напівпровідникова кераміка – володіє дуже хорошими магнітними властивостями і малими втратами навіть на дуже високих частотах.

До введення ГОСТ 2.723-68 магнітопроводи з магнітодіелектриків та феритів позначали на схемах однаково-потовщеною штриховою лінією (рис. 67, а). Стандарт ЕСКД залишив цей символ для магнітопроводів з магніто-діелектркка, а для феритових ввів позначення, що застосовувалося раніше тільки для магнітопроводів низькочастотних дроселів і трансформаторів – суцільну жирну лінію (мал. 67,6). Побоювання деяких фахівців, що однакові позначення котушок з магнітопроводами із сталі і фериту утруднять читання схем не підтвердилися. Справа в тому, що при вивченні схем звертають увагу не тільки на символи окремих елементів, але і на те, як вони з’єднані між собою в тій чи іншій функціональної групі, яке місце в ланцюгу перетворення сигналу ці групи займають. І якщо, наприклад, каскад радіочастотний, то котушку з суцільним магнітопроводом не можна сплутати з низькочастотним дроселем. Згідно з останньою редакцією ГОСТ 2.723-68 (березень 1983 р.) магнітопроводи котушок зображують лініями нормальної товщини (мал. 67, в).

Бажаючи показати на схемі котушку, індуктивність якої можна змінювати за допомогою магнітопроводу, в її умовне позначення вводять знак під-строечним регулювання. Зробити це можна двома способами: або перетинаючи цим знаком позначення котушки і магнітопровода (якщо він зображений

 

 

Рис. 67

 

Рис. 68

збоку від символу котушки – див. рис. 68, а), або тільки магнітопровода (якщо він зображений над символом котушки – див. рис. 68,6).

Для підстроювання котушок на частотах вище 15 … 20 МГц часто застосовують магнітопроводи з так званих немагнітних матеріалів (міді, алюмінію і т. п.). Виникаючі в такому магнітопроводі під дією магнітного. поля котушки вихрові струми створюють своє поле, протидіюче основного, в результаті чого індуктивність котушки зменшується. Немагнітний магнітопровід-подстроечник позначають так само, як і феритовий, але поруч вказують хімічний символ металу, з якого він виготовлений (в позначенні котушки, показаному на рис. 68, в, зображений подстроечник, виготовлений з міді).

 

Література:
В.В. Фролов, Мова радіосхем, Москва, 1998