Zelfgemaakte rumkorf-inductiespoel. Een choke en inductor maken met je eigen handen, zelf, onafhankelijk

De inductor als radio-elektronisch element is vrij gebruikelijk. Soms is het onvervangbaar, voor het opzetten van veel radio's en wordt het op veel apparaten gebruikt. Opgemerkt moet worden dat het voor exclusieve dingen soms niet mogelijk is om exclusieve spoelen te krijgen, dus je moet niet alleen de structuur van de inductor en de formules voor de berekening ervan kennen, maar ook in staat zijn om zelf inductoren te maken. In dit artikel vindt elke beginnende radioamateur een aantal handige tips voor zichzelf.

Inductor:

Inductorspoelen variëren enorm qua ontwerp, draaddikte, aantal windingen, wikkelmethode, aanwezigheid van een kern - dit alles heeft invloed op de inductie van de spoel, figuur nr. 1, 2.

In het geval dat u een kleine inductantie nodig heeft, kunt u deze zelfs plat maken, figuur nr. 2. Ets het bijvoorbeeld rechtstreeks op het bord.

Zo vult u een inductor met was:

Door een circuit samen te stellen waarin zich een oscillerend circuit bevindt, een radio-ontvanger of zender (wat dan ook) in te stellen of een ander circuit te maken (bijvoorbeeld het wikkelen van hoogspanningsspoelen). U moet de afstand tussen de windingen van de spoel aanpassen. Wanneer u uw circuit heeft ingesteld, hoeft u, om ongewenste veranderingen in de parameters van de spoel als gevolg van mechanische verplaatsing van de windingen te voorkomen, de spoel alleen maar te vullen met gewone was of paraffine (als de spoel niet opwarmt). 3.

Je kunt de spoelen vullen met epoxyhars of siliconen - het hangt allemaal af van de omstandigheden waaronder je inductor moet werken. En wat is binnen handbereik. In het geval van was (paraffine) hoeft u deze alleen maar te smelten en te wachten tot deze is afgekoeld door eerst de inductor erin te laten zakken.

Inductoren zijn ontworpen om hoogfrequente stromen te filteren. Ze worden geïnstalleerd in oscillerende circuits en worden voor andere doeleinden gebruikt in elektrische en elektronische circuits. Een kant-en-klaar, in de fabriek gemaakt apparaat is betrouwbaarder in gebruik, maar duurder dan een met de hand gemaakt apparaat. Bovendien is het niet altijd mogelijk om een ​​element met de noodzakelijke kenmerken aan te schaffen. In dit geval kan de berekening van de inductor en het apparaat zelf onafhankelijk worden uitgevoerd.

Spoelontwerp

Het frame van het apparaat is gemaakt van diëlektricum. Dit kunnen dunne (niet-folie) getinaks, textoliet en op toroïdale kernen zijn - alleen een wikkeling gemaakt van gelakte stof of een soortgelijk materiaal.

De wikkeling is gemaakt van eenaderige of meeraderige geïsoleerde draad.

In de wikkeling wordt een kern gestoken. Het is gemaakt van ijzer, transformatorstaal, ferriet en andere materialen. Het kan gesloten, ringvormig (donut), vierkant of open (staaf) zijn. De materiaalkeuze hangt af van de bedrijfsomstandigheden: frequentie, magnetische flux en andere parameters.

Elektrische stroom die door een draad vloeit, creëert eromheen een elektromagnetisch veld. De verhouding tussen de veldsterkte en de stroomsterkte wordt inductie genoemd. Als de draad in een ring wordt gerold of rond een frame wordt gewikkeld, krijg je een inductor. De parameters worden berekend met behulp van bepaalde formules.

Berekening van de inductie van een rechte draad

De inductie van een rechte staaf is 1-2 μH per meter. Het hangt af van de diameter. Nauwkeuriger gezegd, het kan worden berekend met behulp van de formule:

L=0,2l(logl/d-1), waarbij:

• d – draaddiameter,
• l – draadlengte.

Deze waarden moeten worden gemeten in meters (m). In dit geval heeft het resultaat de afmeting microhenry (μH). In plaats van de natuurlijke logaritme ln is het toegestaan ​​om de decimale lg te gebruiken, die 2,3 keer kleiner is.

Laten we aannemen dat een bepaald onderdeel is verbonden met draden van 4 cm lang en 0,4 mm in diameter. Als we een rekenmachine gebruiken om de bovenstaande formule te gebruiken, ontdekken we dat de inductantie van elk van deze draden (afgerond) 0,03 μH zal zijn, en van twee – 0,06 μH.

De montagecapaciteit bedraagt ​​ongeveer 4,5 pF. In dit geval zal de resonantiefrequentie van het resulterende circuit 300 MHz zijn. Dit is de VHF-band.

Belangrijk! Daarom moet bij het installeren van apparaten die werken op VHF-frequenties de lengte van de leidingdelen tot een minimum worden beperkt.

Berekening van enkellaagswikkeling

Om de inductantie te vergroten, wordt de draad tot een ring gerold. De grootte van de magnetische flux in de ring is ongeveer drie keer zo groot. Het kan worden berekend met behulp van de volgende uitdrukking:

L = 0,27D(ln8D/d-2), waarbij D de diameter van de ring is, gemeten in meters.

Naarmate het aantal windingen toeneemt, blijft de inductantie toenemen. In dit geval heeft de inductie van individuele beurten invloed op aangrenzende beurten, daarom zijn de resulterende parameters niet evenredig met het aantal beurten N, maar met hun kwadraat.

Kernvernauwing

De parameters van een wikkeling op een frame met een diameter die veel kleiner is dan de lengte worden berekend met behulp van de formule:

Het is geldig voor een apparaat van grote lengte of een grote torus.

De afmetingen daarin zijn aangegeven in meters (m) en henry (H). Hier:

• 0 = 4 10-7 H/m – magnetische constante,
• S = D2/4 – dwarsdoorsnede van de wikkeling, magnetische permeabiliteit van de magnetische kern, die kleiner is dan de permeabiliteit van het materiaal zelf en rekening houdt met de lengte van de kern; in een open structuur is het veel minder dan die van het materiaal.

Als de antennestaaf bijvoorbeeld is gemaakt van ferriet met een permeabiliteit van 600 (kwaliteit 600NN), dan heeft het resulterende product een permeabiliteit van 150. Bij afwezigheid van een magnetische kern = 1.

Om deze uitdrukking te gebruiken om de wikkelingen te berekenen die op een ringkern zijn gewikkeld, moet deze worden gemeten langs de middellijn van de donut. Bij het berekenen van wikkelingen die op W-vormig ijzer zijn gewikkeld zonder luchtspleet, wordt de lengte van het magnetische fluxpad gemeten langs de middellijn van de kern.

Bij de berekening wordt geen rekening gehouden met de diameter van de draad. Daarom wordt bij laagfrequente ontwerpen de draaddoorsnede geselecteerd volgens tabellen op basis van de toegestane verwarming van de geleider.

In hoogfrequente apparaten, maar ook in andere, streven ze ernaar de ohmse weerstand tot een minimum te beperken om de maximale kwaliteitsfactor van het apparaat te bereiken. Het simpelweg vergroten van de draaddikte helpt niet. Dit leidt tot de noodzaak om de wikkeling in verschillende lagen te winden. Maar de RF-stroom vloeit voornamelijk langs het oppervlak, wat leidt tot een toename van de weerstand. De kwaliteitsfactor bij hoogfrequente elementen neemt toe samen met een toename in alle dimensies: de lengte en diameters van de wikkeling en draad.

De maximale kwaliteitsfactor wordt verkregen bij een korte wikkeling met grote diameter, met een diameter/lengte verhouding van 2,5. De parameters van een dergelijk apparaat worden berekend met de formule:

L=0,08D2N2/(3D+9b+10c).

In deze formule worden alle parameters gemeten in centimeters (cm) en wordt het resultaat verkregen in microhenry (µH).

Deze formule wordt ook gebruikt om een ​​platte spoel te berekenen. Diameter “D” wordt gemeten langs de middelste winding, en lengte “l” wordt gemeten over de breedte:

Meerlaagse wikkeling

Meerlaagse wikkeling zonder kern wordt berekend met de formule:

L=0,08D2N2/(3D+9b+10c).

De afmetingen worden hier gemeten in centimeters (cm), en het resultaat wordt verkregen in microhenry (µH).

De kwaliteitsfactor van een dergelijk apparaat hangt af van de wikkelmethode:

• regelmatig strak wikkelen is het ergste, niet meer dan 30-50;
• bulk- en stationwagen;
• “cellulair”.

Om de kwaliteitsfactor bij frequenties tot 10 MHz te verhogen, kunt u in plaats van een conventionele eenaderige draad litzedraad of een verzilverde geleider gebruiken.

Referentie. Litz-draad is een draad die is gedraaid uit een groot aantal dunne draden die van elkaar zijn geïsoleerd.

Litzdraad heeft een groter oppervlak vergeleken met een eenaderige geleider met dezelfde doorsnede, dus bij hoge frequenties is de weerstand lager.

Het gebruik van een kern in hoogfrequente apparaten verhoogt de inductie en kwaliteitsfactor van de spoel. Vooral het gebruik van gesloten kernen heeft een groot effect. In dit geval hangt de kwaliteitsfactor van de inductor niet af van de actieve weerstand van de draad, maar van de permeabiliteit van het magnetische circuit. Zo'n apparaat wordt berekend met behulp van de gebruikelijke formules voor laagfrequente apparaten.

Je kunt zelf een spoel maken of stikken. Voordat u het maakt, moet u de inductantie van de spoel berekenen met behulp van formules of met behulp van een online rekenmachine.

Video

De inductie van de spoel hangt af van de grootte, het aantal windingen en de wikkelmethode. Hoe groter deze parameters, hoe hoger de inductie. Als de spoel strak van draai tot draai wordt opgewonden, zal de inductie groter zijn in vergelijking met een spoel die losjes is opgewonden, met openingen tussen de windingen. Wanneer u een spoel moet maken volgens bepaalde afmetingen en er is geen draad met de vereiste diameter, dan moet u bij gebruik van een dikkere draad meer windingen maken, en bij gebruik van een dunne draad moet u het aantal verminderen om de gewenste draad te verkrijgen. vereiste inductie. Alle bovenstaande aanbevelingen zijn geldig bij het wikkelen van spoelen zonder ferrietkernen.

Enkellaagse cilindrische spoelen worden berekend met behulp van de formule

waarbij L de inductantie van de spoel is, μH;
D - spoeldiameter, cm;
l - lengte van de spoelwikkeling, cm;
en n is het aantal windingen van de spoel.

De spoelberekening wordt uitgevoerd in de volgende gevallen:

1 - op basis van de gegeven geometrische afmetingen is het noodzakelijk om de inductantie van de spoel te bepalen;
2 - bij een bekende inductantie is het noodzakelijk om het aantal windingen en de diameter van de spoeldraad te bepalen. Dat wil zeggen, wikkel een spoel met een bepaalde inductie, wat vaak nodig is voor filters.

In het eerste geval zijn alle initiële gegevens in de formule bekend en is de berekening niet moeilijk.

Voorbeeld. Laten we de inductantie bepalen van de spoel getoond in figuur 1, waarbij l = 2 cm, D = 1,8 cm, aantal windingen n = 20. Door alle benodigde hoeveelheden in de formule in te vullen, krijgen we

In het tweede geval zijn de diameter van de spoel en de lengte van de wikkeling bekend, wat op zijn beurt afhangt van het aantal windingen en de diameter van de draad. Daarom wordt aanbevolen om de berekening volgens het volgende schema uit te voeren. Bepaal op basis van het ontwerp van het te vervaardigen apparaat de afmetingen van de spoel (diameter en wikkellengte) en bereken vervolgens het aantal windingen met behulp van de volgende formule:

Nadat u het aantal windingen hebt bepaald, berekent u de diameter van de draad met isolatie met behulp van de formule

waarbij d de draaddiameter is, mm;

l - wikkellengte, mm;
n - aantal beurten.

Voorbeeld. Het is noodzakelijk om een ​​spoel te maken met een diameter van 1 cm met een wikkellengte van 2 cm, met een inductie van 0,8 μH. Opwinden is gewoon, draai tot draai. Als we de gegeven waarden in de laatste formule vervangen, krijgen we

draad diameter

Als de spoel is gewikkeld met een draad met een kleinere diameter, moeten de door berekening verkregen 14 windingen over de gehele lengte (20 mm) worden geplaatst met gelijke ruimtes tussen de windingen, dat wil zeggen met een grote wikkelsteek. De inductantie van deze spoel zal 1-2% minder zijn dan de nominale, waarmee bij de vervaardiging rekening moet worden gehouden. Als voor het wikkelen een draad met een grotere diameter dan 1,43 mm wordt gebruikt, moet een nieuwe berekening worden gemaakt door de diameter of lengte van de spoelwikkeling te vergroten. Het kan nodig zijn om beide tegelijkertijd te vergroten totdat de vereiste spoelafmetingen zijn verkregen die overeenkomen met de gegeven inductie.
Opgemerkt moet worden dat het met behulp van de bovenstaande formules wordt aanbevolen om spoelen te berekenen waarbij de wikkellengte l gelijk is aan de helft van de diameter of deze waarde overschrijdt. Als het minder dan de helft van de diameter is, kunnen met behulp van de formules nauwkeurigere resultaten worden verkregen

Berekening van inductoren voor een specifieke draad

Herberekening van inductoren wordt uitgevoerd bij afwezigheid van een draad met de vereiste diameter gespecificeerd in de ontwerpbeschrijving en de vervanging ervan door een draad met een andere diameter, evenals wanneer de diameter van het spoelframe verandert.
Als er geen draad met de vereiste diameter is, kunt u een andere draad gebruiken. Een diameterverandering tot 25% in de ene of de andere richting is zeer acceptabel en heeft in de regel geen invloed op de kwaliteit van het werk. Bovendien is het vergroten van de diameter van de draad in alle gevallen toegestaan, omdat dit de ohmse weerstand van de spoel vermindert en de kwaliteitsfactor ervan verhoogt. Het verkleinen van de diameter verslechtert de kwaliteitsfactor en verhoogt de stroomdichtheid per eenheidsdoorsnede van de draad, die niet meer kan zijn dan de toegestane waarde.
Het aantal windingen van een enkellaagse cilindrische spoel bij het vervangen van een draad met de ene diameter door een andere wordt opnieuw berekend met behulp van de formule

waarbij n het nieuwe aantal spoelwindingen is; n1 - aantal spoelwindingen gespecificeerd in de beschrijving; d is de diameter van de bestaande draad; d1 - diameter van de draad gespecificeerd in de beschrijving.
Als voorbeeld herberekenen we het aantal windingen van de spoel getoond in figuur 1 voor een draad met een diameter van 0,8 mm

(wikkellengte l = 18x0,8 - 14,4 mm).
Het aantal windingen en de wikkellengte zijn dus enigszins afgenomen. Om de juistheid van de herberekening te controleren, wordt aanbevolen een nieuwe berekening van de spoel met een gewijzigde draaddiameter uit te voeren:

Wanneer u een spoel herberekent vanwege een verandering in de diameter, moet u de procentuele relatie tussen de diameter en het aantal windingen gebruiken. Deze relatie is als volgt: wanneer de diameter van de spoel met een bepaald aantal procent toeneemt, neemt het aantal windingen met hetzelfde percentage af, en omgekeerd, wanneer de diameter met een gelijk aantal procent afneemt, neemt het aantal windingen toe. . Om de berekeningen te vereenvoudigen, kan de diameter van de spoel worden genomen als de diameter van het frame.
Laten we als voorbeeld het aantal windingen van een spoel met 40 windingen met een wikkellengte van 2 cm en een framediameter van 1,5 cm herberekenen naar een diameter gelijk aan 1,8 cm frame neemt toe met 3 mm, oftewel 20%. Om een ​​constante waarde van de inductantie van deze spoel te behouden wanneer deze op een frame met een grote diameter is gewikkeld, is het bijgevolg noodzakelijk om het aantal windingen met 20% of met 8 windingen te verminderen. De nieuwe spoel zal 32 windingen hebben. Ook de opwikkellengte zal met 20% afnemen, oftewel naar 1,6 cm.
Laten we de herberekening controleren en de fout vaststellen. De originele spoel heeft inductie:

Inductie van de nieuwe spoel op een frame met een grotere diameter:

De fout tijdens de conversie is 0,32 μH, dat wil zeggen minder dan 2,5%, wat zeer acceptabel is voor berekeningen in de amateurradiopraktijk.

Om experimenten met elektriciteit uit te voeren en sommige instrumenten te bouwen, is naast een step-down transformator een krachtige step-up transformator nodig, zoals een Ruhmkorff-spoel - een inductiespoel.

Het is raadzaam om een ​​spoel te bouwen die een vonk van 10-15 centimeter lang zou produceren. Dit zou de constructie van apparaten zoals bijvoorbeeld een röntgenapparaat aanzienlijk vergemakkelijken.

Maar u moet zich niet te veel laten meeslepen door het hoge vermogen van de inductiespoel, aangezien de draadisolatie mogelijk niet bestand is tegen een te hoge spanning en de spoel zal doorbranden.

Met in de handel verkrijgbare materialen is het heel goed mogelijk om een ​​inductiespoel te bouwen met een vonk van 8-10 centimeter. En dit zal om te beginnen voldoende zijn.

Het werkingsprincipe van een inductiespoel is precies hetzelfde als dat van een transformator, dus we zullen hier niet verder op ingaan.

Voor ons is de Ruhmkorff spoel eenvoudig te vervangen door een spoel uit een auto. Maar als we die niet tot onze beschikking hebben, dan zullen we de inductiespoel zelf moeten maken.

Ruhmkorff spoelonderdelen

Kern

De kern van de spoel is gemaakt van ijzerdraad, dat wordt gebruikt voor het verpakken van dozen, of blik uit blik. De voor de kern bestemde draad of tin moet worden uitgegloeid, dat wil zeggen in een oven worden verwarmd tot een donkerrode gloed en vervolgens langzaam worden afgekoeld in hete as. Hierna moet de schaal grondig van de draad worden gereinigd en moet de draad worden bedekt met alcoholvernis, of beter nog, met schellak.

Nadat de draad is opgedroogd, wordt deze tot een bundel gevouwen en stevig omwikkeld met isolatietape. Er moeten nog vier lagen paraffinepapier over de isolatietape op de kern worden gewikkeld.

De voltooide kern en zijn afmetingen worden weergegeven in de figuur: Figuur 1: a - kern voor de Ruhmkorff-spoel, b - secties voor de secundaire wikkeling, c - behuizing voor de Ruhmkorff-spoel met een vonkbrug.

Hierna kunt u beginnen met het maken van de wikkelingen.

Kernwikkeling

De kernwikkeling wordt in dezelfde volgorde uitgevoerd als bij elke transformator, dat wil zeggen dat eerst de primaire wikkeling wordt gewikkeld en de secundaire, opwaartse wikkeling erop wordt gewikkeld.

Omdat de meeste batterijen en gloeilampen een gemiddelde spanning van 4 volt hebben, kunnen we beter een inductiespoel maken die op 4 volt werkt.

Hiervoor hebben we voor de primaire wikkeling een geïsoleerde koperdraad nodig, bij voorkeur met dubbele zijden isolatie, met een diameter van 1,5 mm. We hebben 25 meter van zo'n draad nodig.

Nadat het uiteinde van de draad is vastgezet met een draad op een afstand van 40 mm van het uiteinde van de kern en het uiteinde van de draad 100 mm lang is gebleven, wordt het wikkelen met de klok mee uitgevoerd, met strak gelegde draai tot draai. Wanneer de kern op deze manier wordt gewikkeld met één laag draad over een lengte van 220 mm, wordt een lus van 100 mm lang gemaakt, wordt de draad opnieuw vastgezet met draad en wordt een tweede wikkellaag in dezelfde richting uitgevoerd.

Nadat de tweede laag is opgewonden, moet het uiteinde van de wikkeling stevig worden vastgezet met een sterke draad en moet de gehele wikkeling worden gevuld met hete paraffine.

Met de middelste aftakking van de primaire wikkeling kunnen we tijdens bedrijf een spanning van 2 volt aanleggen, waardoor de transformatieverhouding wordt verdubbeld en uiteindelijk de lengte van de vonk wordt vergroot. Door beide secties tegelijkertijd parallel te gebruiken, kunnen we meer stroom aan de primaire wikkeling leveren en daardoor het vonkvermogen iets vergroten.

De secundaire wikkeling van de spoel moet uit meerdere secties bestaan. De wikkeling met meerdere secties maakt het gemakkelijker om te repareren als het beschadigd is. Het terugspoelen van één beschadigd gedeelte is immers veel gemakkelijker dan het terugspoelen van de hele wikkeling, bestaande uit vele duizenden windingen van de dunste draad.

Voor de secundaire wikkeling zullen we 10 van dergelijke secties moeten maken, die achter elkaar op de kern worden geregen. Elke sectie is gemaakt van karton van 1 mm dik, voorgekookt in paraffine. Dit is nodig om de isolerende eigenschappen van karton te verbeteren. Het is natuurlijk beter als je spoelen van dunne vezels maakt.

Het interne gat van de spoelen moet zodanig zijn dat ze met wrijving op de kern passen met de primaire wikkeling, waarop vooraf nog twee lagen paraffinepapier zullen worden gewikkeld.

Wanneer alle spoelen klaar zijn, kunt u beginnen met het maken van de secundaire wikkeling. Voor de secundaire wikkeling hebben we een geïsoleerde PE- of PShO-draad nodig met een diameter van 0,1 mm. Wees voorzichtig, vooral bij het wikkelen met PShO-draad, omdat het onder de zijden isolatie moeilijk is om de breuk van zo'n dunne geleider op te merken. En als er een pauze is, zal al het werk tevergeefs zijn.

Delen van de secundaire wikkeling moeten ook zorgvuldig worden opgewonden, draai tot draai, en alle secties moeten in dezelfde richting worden gewikkeld. Ook dient u, na meerdere lagen opgewikkeld te hebben, een laag paraffinepapier te leggen en verder te wikkelen.

Als tijdens het opwikkelen een draadbreuk wordt gedetecteerd, moeten de uiteinden grondig worden gereinigd, in elkaar worden gedraaid en zeker worden gesoldeerd, en vervolgens zorgvuldig worden geïsoleerd met paraffinepapier.

Het opwikkelen van elke sectie moet binnen 5 mm van de bovenzijde van de spoel worden voltooid. Op deze afstand wordt een dun lek gemaakt in de wang van de spoel; De draad zit er stevig in vast en er blijft een vrij uiteinde van 5-7 cm over.

De bovenkant van de spoelwikkeling is bedekt met verschillende lagen waspapier en isolatietape.

Wanneer alle 10 secties zijn opgewonden, wordt de primaire wikkeling bedekt met 2-3 lagen paraffinepapier en worden secties van de tweede wikkeling erop gelegd. In dit geval is het noodzakelijk om ervoor te zorgen dat alle spoelen in een opeenvolgende volgorde worden geplaatst, dat wil zeggen dat hun wikkelingen een voortzetting van elkaar zijn. Ze zijn in dezelfde volgorde met elkaar verbonden: het einde van de wikkeling van de eerste sectie is verbonden met het begin van de wikkeling van de tweede sectie, en het einde van de tweede sectie is verbonden met het begin van de derde sectie enz.

Aan het begin en einde van de secundaire wikkeling wordt een stuk dikke flexibele draad van elk 15 cm lang gesoldeerd; hierna wordt de gehele spoel gevuld met paraffine zodat deze een continue paraffinemassa vertegenwoordigt. In dit geval moet ervoor worden gezorgd dat er geen holtes achterblijven tussen de secties die niet met paraffine zijn gevuld. Daarom moet de spoel geleidelijk worden gevuld. Om het gieten gemakkelijker te maken, moet je een cilinder met een diameter van 115 mm en een lengte van 240 mm uit karton aan elkaar lijmen.

De spoel wordt zo in de cilinder geïnstalleerd dat er een gelijke afstand is tussen de spoel en de wanden van de cilinder. Hierna wordt gesmolten paraffine voorzichtig en langzaam in de cilinder gegoten. Nadat de paraffine is afgekoeld, is het niet nodig om de cilinder van de haspel te verwijderen; deze zal als koffer dienen. Het hoeft alleen aan de uiteinden te worden afgedekt met kartonnen schijven.

Mechanische spoelbreker

De mechanische onderbreker voor de spoel kan op dezelfde manier worden gemaakt als voor de elektrische bel. Daarom, als iemand een oude elektrische bel heeft, is het heel goed mogelijk om deze te gebruiken.

De onderbreker is nodig zodat wisselspanning wordt verkregen uit de gelijkstroom die door de batterij wordt geleverd, anders zal de transformatorspoel de stroom niet transformeren.

Voor een mechanische breker is het noodzakelijk om de onderdelen getoond in Fig. 2. Anker a wordt uit elastisch ijzer gesneden. Het is natuurlijk beter om het van een dunne stalen plaat te maken, omdat het goed moet veren. contactplaat B kan worden gemaakt van messing van 2 mm dik of van tin.

Voor een betere verbinding tussen beide tijdens bedrijf moeten zilveren contacten in zowel het anker als de contactplaat worden geklonken. Ze kunnen gemaakt worden van een oude zilveren munt. Rijst. 2. Ruhmkorff-spoelbrekeronderdelen. a - anker van de Ruhmkorff-spoelbreker, b - contactplaat met het anker, c - gemonteerde breker.

De stroomonderbreker wordt op de binnenwanden van het spoelhuis gemonteerd. Aan de onderwand wordt een anker bevestigd, zodat deze zich op een afstand van 2-3 mm van de spoelkern bevindt. Aan de tegenoverliggende wand wordt een contactplaat bevestigd, zodat deze met zijn zilveren contact goed tegen het zilveren contact van het anker drukt (zie figuur 2c). Het uiteinde van de primaire wikkeling van de spoel is verbonden met het anker en er wordt een kraan gemaakt van de contactplaat, waarop we de tweede pool van de batterij zullen aansluiten.

De onderbreker werkt als volgt: wanneer we de spanning inschakelen, stroomt de stroom door de contactplaat die op het anker is aangesloten door de primaire wikkeling van de spoel. Op dit moment wordt de kern gemagnetiseerd en trekt het anker aan. Het anker, aangetrokken door de kern, opent het circuit. Bij afwezigheid van elektrische stroom verdwijnen de magnetische krachten uit de kern, keert het anker terug naar zijn vorige positie, dat wil zeggen, het sluit het circuit, de stroom vloeit weer in de spoel, de kern trekt opnieuw het anker aan, enz.

Zo ontstaat er een wisselspanning in de primaire wikkeling van onze spoel, die wordt getransformeerd door de secundaire wikkeling en honderden keren toeneemt.

Uit het bovenstaande is het niet moeilijk te begrijpen dat als iemand een step-up transformator heeft, deze eenvoudig kan worden omgebouwd tot een Ruhmkorff-spoel. Om dit te doen, hoef je alleen maar de kern te veranderen - maak hem recht, niet kortgesloten, zoals conventionele transformatoren, en installeer een onderbreker.

De vonk van een dergelijke spoel zal afhangen van de verhouding van de windingen van de primaire en secundaire wikkelingen. Iedereen die een step-down transformator heeft met een spanning van 4-6 volt, kan de Ruhmkorff-spoel als step-up transformator gebruiken, er een wisselstroom van 4-6 volt in zetten en dezelfde spanning van de step-up transformator verwijderen. opwinden vanaf de batterijen. Alleen in dit geval moet de spanning rechtstreeks in de primaire wikkeling van de spoel worden ingeschakeld, waarbij de onderbreker wordt omzeild.

Bliksemafleider

Het ontwerp van de afleider is heel eenvoudig. Het bestaat uit twee palen met contacten waarmee de uiteinden van de secundaire wikkeling van de spoel zijn verbonden. Aan de bovenkant van de rekken bevinden zich twee naar elkaar toe gerichte stangen.

Als de staven zo ver worden verplaatst dat de vonk die door onze spoel wordt gegenereerd, dekking kan bieden, ontstaat er een continue boog van elektrische vonken tussen de staven.

De standaards worden op een afstand van 150 mm op het deksel van de houten haspelkast geïnstalleerd. Ze kunnen worden gemaakt van droog hout of isolatiemateriaal - vezels, eboniet, carboliet. De rekken zijn 150 mm lang en 20 mm in diameter. Op een afstand van 30 mm van het ene uiteinde worden doorlopende gaten voor de stangen in de rekken geboord en vanaf de uiteinden in het midden gaten geboord totdat de stanggaten elkaar kruisen. Hierin worden de bevestigingsschroeven geschroefd.

Als de rekken van hout zijn, kunt u eenvoudig schroeven in de uiteinden schroeven. Naast de palen zijn twee klemmen vastgeschroefd, waarmee het begin en het einde van de secundaire wikkeling vanaf de onderkant van het deksel zijn verbonden als de spoel op wisselstroom werkt.

Als het op batterijstroom werkt, moet u ook een onderbreker maken. Dan zal de verbinding anders zijn. De voltooide en geïnstalleerde afleider wordt getoond in Fig. 1e eeuw Om de spoel beter te beschermen tegen eventuele accidentele schade, moet je een houten kist maken. De afmetingen ervan worden getoond in Fig. 1e eeuw

Wat bedoel je met het woord “rol”? Nou... dit is waarschijnlijk een soort "vijg" waarop draden, vislijn, touw, wat dan ook! Een inductorspoel is precies hetzelfde, maar in plaats van een draad, vislijn of iets anders wordt daar gewoon koperdraad in isolatie gewikkeld.

De isolatie kan worden gemaakt van blanke lak, PVC-isolatie of zelfs stof. De truc hier is dat, ook al liggen de draden in de inductor heel dicht bij elkaar, ze nog steeds geïsoleerd van elkaar. Als u inductorspoelen met uw eigen handen opwikkelt, denk er dan in geen geval aan om gewoon blank koperdraad te gebruiken!

Inductie

Elke inductor heeft dat inductie. Spoelinductie wordt gemeten in Henry(Gn), aangegeven door een letter L en wordt gemeten met behulp van een LC-meter.

Wat is inductie? Als er een elektrische stroom door een draad wordt geleid, zal deze een magnetisch veld om zich heen creëren:

Waar

B – magnetisch veld, Wb

I -

Laten we deze draad in een spiraal wikkelen en spanning op de uiteinden zetten

En we krijgen dit beeld met magnetische krachtlijnen:

Grof gezegd geldt dat hoe meer magnetische veldlijnen het gebied van deze solenoïde kruisen, in ons geval het gebied van de cilinder, hoe groter de magnetische flux zal zijn (F). Omdat er een elektrische stroom door de spoel vloeit, betekent dit dat er een stroom met de huidige intensiteit doorheen gaat (I), en de coëfficiënt tussen magnetische flux en stroomsterkte wordt inductie genoemd en wordt berekend met de formule:

Vanuit wetenschappelijk oogpunt is inductie het vermogen om energie uit een elektrische stroombron te halen en deze op te slaan in de vorm van een magnetisch veld. Als de stroom in de spoel toeneemt, breidt het magnetische veld rond de spoel uit, en als de stroom afneemt, trekt het magnetische veld samen.

Zelfinductie

De inductor heeft ook een zeer interessante eigenschap. Wanneer een constante spanning op de spoel wordt aangelegd, verschijnt er gedurende een korte tijd een tegengestelde spanning in de spoel.

Deze tegengestelde spanning wordt genoemd Zelf-geïnduceerde emf. Dit is afhankelijk van de inductiewaarde van de spoel. Daarom verandert de stroom, op het moment dat de spanning op de spoel wordt aangelegd, binnen een fractie van een seconde geleidelijk van waarde van 0 naar een bepaalde waarde, omdat de spanning, op het moment dat de elektrische stroom wordt aangelegd, ook van waarde verandert van nul tot een stabiele waarde. Volgens de wet van Ohm:

Waar

I– stroomsterkte in de spoel, A

U– spanning in de spoel, V

R– spoelweerstand, Ohm

Zoals we uit de formule kunnen zien, verandert de spanning van nul naar de spanning die aan de spoel wordt geleverd, daarom zal de stroom ook van nul naar een bepaalde waarde veranderen. De spoelweerstand voor DC is ook constant.

En het tweede fenomeen in de inductor is dat als we het circuit tussen de inductor en de stroombron openen, onze zelfinductie-emf zal worden opgeteld bij de spanning die we al op de spoel hebben toegepast.

Dat wil zeggen, zodra we het circuit verbreken, kan de spanning op de spoel op dat moment vele malen groter zijn dan voordat het circuit werd geopend, en de stroomsterkte in het spoelcircuit zal stilletjes dalen, omdat de zelfinductie emf zal de afnemende spanning handhaven.

Laten we de eerste conclusies trekken over de werking van de inductor wanneer er gelijkstroom aan wordt geleverd. Wanneer elektrische stroom op de spoel wordt toegepast, zal de stroomsterkte geleidelijk toenemen, en wanneer de elektrische stroom uit de spoel wordt verwijderd, zal de stroomsterkte geleidelijk afnemen tot nul. Kortom, de stroomsterkte in de spoel kan niet onmiddellijk veranderen.

Soorten inductoren

Inductoren zijn hoofdzakelijk verdeeld in twee klassen: met magnetische en niet-magnetische kern. Hieronder op de foto staat een spoel met een niet-magnetische kern.

Maar waar ligt haar kern? Lucht is een niet-magnetische kern :-). Dergelijke spoelen kunnen ook op een cilindrische papieren buis worden gewikkeld. Inductiespoelen met een niet-magnetische kern worden gebruikt als de inductie niet groter is dan 5 millihenry.

En hier zijn de inductoren met een kern:

Er worden voornamelijk kernen van ferriet en ijzeren platen gebruikt. De kernen verhogen de inductie van de spoelen aanzienlijk. Met kernen in de vorm van een ring (ringkern) kunt u een hogere inductie verkrijgen dan alleen met cilinderkernen.

Voor middeninductiespoelen worden ferrietkernen gebruikt:

Spoelen met een hoge inductie zijn gemaakt als een transformator met een ijzeren kern, maar met één wikkeling, in tegenstelling tot een transformator.

Verslikt

Er is ook een speciaal type inductor. Dit zijn de zgn. Een inductor is een inductor wiens taak het is om een ​​hoge weerstand tegen wisselstroom in het circuit te creëren om hoogfrequente stromen te onderdrukken.

Gelijkstroom gaat zonder problemen door de inductor. Waarom dit gebeurt, lees je in dit artikel. Meestal worden smoorspoelen aangesloten in de voedingscircuits van versterkerapparaten. Smoorspoelen zijn ontworpen om voedingen te beschermen tegen hoogfrequente signalen (RF-signalen). Bij lage frequenties (LF) worden ze gebruikt in voedingscircuits en hebben ze meestal metalen of ferrietkernen. Hieronder op de foto staan ​​​​stroomsmoorspoelen:

Er is ook nog een speciaal type smoorspoelen: dit. Het bestaat uit twee tegengewonden inductoren. Door tegenwikkeling en wederzijdse inductie is het efficiënter. Dubbele smoorspoelen worden veel gebruikt als ingangsfilters voor voedingen, maar ook in de audiotechnologie.

Experimenten met een spoel

Van welke factoren hangt de inductie van de spoel af? Laten we wat experimenten doen. Ik heb een spoel met een niet-magnetische kern opgewonden. De inductie is zo klein dat de LC-meter voor mij nul aangeeft.

Heeft een ferrietkern

Ik begin de spoel tot aan de rand in de kern te steken

De LC-meter geeft 21 microhenry aan.

Ik steek de spoel in het midden van het ferriet

35 microhenry. Al beter.

Ik blijf de spoel op de rechterrand van het ferriet plaatsen

20 microhenry. Wij concluderen De grootste inductantie op een cilindrisch ferriet treedt op in het midden. Probeer daarom, als u op een cilinder wikkelt, in het midden van het ferriet te wikkelen. Deze eigenschap wordt gebruikt om de inductantie in variabele inductoren soepel te veranderen:

Waar

1 – dit is het spoelframe

2 – dit zijn de windingen van de spoel

3 – kern, met bovenaan een groef voor een kleine schroevendraaier. Door de kern vast of los te draaien, veranderen we daarmee de inductantie van de spoel.

De inductie is bijna 50 microhenry geworden!

Laten we proberen de bochten door het ferriet recht te trekken

13 microhenry. Wij concluderen: Voor maximale inductie moet de spoel “draai-tot-draai” worden gewikkeld.

Laten we de windingen van de spoel met de helft verminderen. Er waren 24 banen, nu zijn er 12.

Zeer lage inductie. Ik heb het aantal beurten met 2 keer verminderd, de inductantie is met 10 keer afgenomen. Conclusie: hoe lager het aantal windingen, hoe lager de inductie en omgekeerd. De inductie verandert niet lineair over de beurten.

Laten we experimenteren met een ferrietring.

We meten inductie

15 microhenry

Laten we de spoelwindingen van elkaar af bewegen

Laten we nog eens meten

Hmm, ook 15 microhenry. Wij concluderen: De afstand van bocht tot bocht speelt geen enkele rol bij een ringkerninductor.

Laten we meer bochten maken. Er waren 3 beurten, nu zijn het er 9.

Wij meten

Wauw! Het aantal beurten is 3 keer verhoogd en de inductantie is 12 keer verhoogd! Conclusie: De inductantie verandert niet lineair over de beurten.

Als je de formules voor het berekenen van inducties gelooft, inductie hangt af van "bochten in het kwadraat". Ik zal deze formules hier niet posten, omdat ik de noodzaak ervan niet zie. Ik zal alleen zeggen dat de inductantie ook afhangt van parameters als de kern (van welk materiaal deze is gemaakt), het dwarsdoorsnede-oppervlak van de kern en de lengte van de spoel.

Aanduiding op diagrammen

Serie- en parallelschakeling van spoelen

Bij serieschakeling van inductoren, zal hun totale inductantie gelijk zijn aan de som van de inductanties.

En wanneer parallelle verbinding wij krijgen dit:

Bij het aansluiten van inductanties moet het volgende worden gedaan: De regel is dat ze ruimtelijk verdeeld op het bord moeten staan. Dit komt omdat als ze dicht bij elkaar zijn, hun magnetische velden elkaar zullen beïnvloeden en daarom de metingen van de inductanties onjuist zullen zijn. Plaats geen twee of meer ringkernspoelen op één ijzeren as. Dit kan resulteren in onjuiste metingen van de totale inductantie.

Cv

De inductor speelt een zeer belangrijke rol in de elektronica, vooral in zendontvangerapparatuur. Verschillende soorten elektronische radioapparatuur worden ook op inductorspoelen gebouwd en in de elektrotechniek wordt het ook gebruikt als stroomstootbegrenzer.

De jongens van Soldering Iron hebben een hele goede video gemaakt over een inductor. Ik raad zeker aan om te kijken: