Každý fanúšik, ktorý sa chce venovať rádiom, musí v určitom okamihu navinúť cievku alebo dve cievky, či už je to anténna cievka AM rádia, cievka na toroidnom jadre pre pásmový filter v komunikačnom vysielači / prijímači alebo centrálne stočená cievka použitie v Hartleyho oscilátore. Navíjanie cievok nie je ťažké, ale dosť náročné na čas. Existujú rôzne spôsoby výroby cievok, v závislosti od oblasti použitia a potrebnej indukčnosti. Vzduchové jadrá sú najviac širokopásmové, ale získanie vysokej indukčnosti znamená použitie veľkého množstva drôtu, ale tiež nie sú najefektívnejšie pre magnetické pole unikajúce z cievky - toto unikajúce magnetické pole môže spôsobiť rušenie indukciou v blízkych vodičoch a iných cievkach.
Navinutie cievky na feromagnetickú cievku zameriava magnetické pole a zvyšuje tak indukčnosť. Pomer indukčnosti po a pred vložením jadra s priemerom cievky sa nazýva relatívna permeabilita (označená μ r). Rôzne bežne používané materiály majú rôznu relatívnu permeabilitu, od 4000 pre elektrickú oceľ použitú v sieťových transformátoroch, okolo 300 pre ferity používané v transformátoroch SMPS a asi 20 pre jadrá železného prášku používané na VHF. Každý materiál jadra by sa mal používať iba vo vnútri špecifikovaného frekvenčného rozsahu, mimo ktorého začne jadro vykazovať vysoké straty. Toroidné jadrá, multi-apertúrne jadrá, banky a ďalšie uzavreté jadrá obklopujú magnetické pole vo vnútri jadra, čím zvyšujú účinnosť a prakticky znižujú rušenie na nulu. Ak sa chcete dozvedieť viac informácií o tlmivkách a ich práci, kliknite na odkaz.
Induktory s dutým jadrom
Vzduchové cievky sú dobré pre cievky s nízkou indukčnosťou, kde interferencia nie je nanajvýš dôležitá. Cievky s malým počtom závitov a relatívne hrubým drôtom sa navíjajú na valcovitý predmet, napríklad na vrták alebo plechovku, ktorý sa potom odstráni a cievka sa sama podopiera. Niekedy je cievka pre vyššiu mechanickú stabilitu potiahnutá živicou. Väčšie cievky s mnohými závitmi sa bežne navíjajú na neferomagnetický tvarovač, ako je dutá plastová trubica alebo keramický tvarovač (pre vysokovýkonné vysokofrekvenčné cievky), a potom sa pripevňujú na tvarovač pomocou lepidla. Pri ich navíjaní musíte najskôr vypočítať požadovaný priemer drôtu, pretože to má veľký vplyv na celkovú dĺžku cievky.
Vzorec pre priemer drôtu je
(√I) * 0,6 = d, kde I je RMS alebo jednosmerný prúd ad je priemer drôtu.
Ak sa cievky používajú pri nízkych úrovniach výkonu, priemer drôtu nie je taký dôležitý, 0,3 mm je dobrých pre väčšinu aplikácií a 0,12 mm je dobrých pre konzervované, ak sú použité cievky v tranzistorových rádiových prijímačoch. Ak sa cievka používa v prevádzke oscilátora, vodič by mal byť tuhý, aby sa zabránilo deformačným účinkom, pretože môžu do istej miery meniť indukčnosť a spôsobiť nestabilitu frekvencie (jazda).
Ďalej musíte vedieť, aký priemer musí mať cievka. Pre optimálne Q sa odporúča, aby bol priemer cievky 50% až 80% dĺžky cievky a tie závisia od toho, koľko miesta môže cievka zaberať. Ak bude cievka samonosná, môžete použiť skrutku alebo skrutku, navinúť závity do drážok a odstrániť skrutku odskrutkovaním, zatiaľ čo držíte drôt cievky, čo vytvára veľmi rovnomernú a reprodukovateľnú cievku.
Ďalej je uvedený vzorec indukčnosti pre valcovú cievku
L = μ r (n 2. ᴫ 2. R 2 / l) 0,00000126
L je indukčnosť v henries, μ r je relatívna permeabilita jadra (1 pre vzduchové, plastové, keramické atď. Cievky), n je počet závitov, π je pi, r je polomer cievky v metroch (od stred vrstvy elektroinštalácie do stredu vinutia) alebo polovica priemeru (od stredu vrstvy elektroinštalácie cez stred do stredu vrstvy elektroinštalácie na druhej strane), l je dĺžka vinutia v metrov a dlhé číslo na zadnej strane je priepustnosť voľného priestoru.
Iný vzorec pre indukčnosť.
L = (N 2 d. 2) / 18d + 40 l
Tento vzorec sa používa pri navíjaní jednovrstvovej rovnomernej cievky so všetkými závitmi, ktoré sú navinuté tesne bez medzery medzi nimi. Jednotky sú rovnaké ako v prípade vyššie uvedeného vzorca, okrem d, ktorý má priemer cievky v metroch.
Veľmi dobrú kalkulačku pre cievku vytvoril Serge Y. Stroobandt, volacia značka ON4AA.
Ako vyrobiť induktor vzduch-jadro
Na navinutie bežnej vzduchovej cievky potrebujete formovač, zdroj drôtu, jemný brúsny papier alebo modelovací nôž (nie je zobrazený) a trochu superlepidla alebo obojstrannej pásky, ktoré držia drôt na mieste.
Po navrhnutí cievky je čas ju navinúť. Ak vyrábate cievku so vzduchovým jadrom, je dobré ju navinúť pomocou plastového formovača, pretože plastový formovač je neferomagnetickýa nevedie elektrinu, neovplyvní to výkon cievky pri nízkych úrovniach výkonu. Ďalej nastrihajte pásku obojstrannej pásky s dĺžkou cievky a prilepte ju k prvej, potom vyvŕtajte otvory v prvej, kde končí cievka a pri kohútikoch stiahnite z pásky kryciu vrstvu a začnite navíjať, najskôr prechodom cez otvor, ktorý ste vyvŕtali, a následným navinutím, ako je zvykom, drôt bude držaný obojstrannou páskou, prípadne môžete nalepiť žobranie cievky na bývalú po navinutí niekoľkých závitov kyanoakrylátovým lepidlom, navinúť zvyšok špirály a lepidlo každých 1 cm (nazýva sa to tiež super lepidlo, používajte rukavice, je veľmi ťažké ho z pokožky odstrániť a spôsobiť podráždenie). V prípade kohútikov skruťte dĺžku drôtu dohromady, prevlečte ho cez otvor v bývalom a pokračujte ako obvykle. Pokúste sa zatočiť zákruty blízko,po navinutí odstráňte smalt jemným brúsnym papierom alebo modelovacím nožom a konce pocínujte spájkovačkou. Môžete použiť LCR meter na meranie indukčnosti alebo GDM. Ak chcete použiť GDM ako zariadenie na meranie indukčnosti, pozrite si prepojený článok.
Nasledujúce obrázky vysvetľujú proces navíjania induktora so vzduchovým jadrom:
Krok 1: Nižšie na dvoch obrázkoch je vidieť bývalého hráča s trochou pásky, kde bude vodič navinutý, a otvory na pridržanie drôtu na danom mieste.
Krok 2: Na nasledujúcom obrázku sa ochranná fólia stiahla, začalo sa navíjanie a drôt pre kohútik sa ohne a skrúti dohromady .
Krok 3: Potom prevlečte otvor do prvej a druhej strany.
Krok 4: Hotová cievka má pocínované drôty ponorením do spájky na kúsku laminátu PCB.
Krok 5: Nakoniec sa pomocou LCR metra zmeria indukčnosť cievky. Môžete tiež použiť Arduino na meranie indukčnosti cievky alebo môžete použiť Grid Dip Meter (GDM).
Navíjacie cievky na feritových tyčiach
Navíjanie cievok na feritových tyčiach (napríklad antény na feritových tyčiach v rádiových prijímačoch) je podobné ako v prípade navíjania cievok so vzduchovým jadrom, ale keďže nemôžete prevŕtať feritovú tyč, musíte sa spoľahnúť na obojstrannú pásku alebo lepidlo, ktoré drôt pevne. Pretože páska sa nie vždy drží na ferite, je dobré najskôr tyč prekryť jednou až tromi vrstvami papierovej maskovacej pásky priamo pod miesto, kde musí cievka ísť, a pásku na ňu prilepiť. Na uchytenie drôtu na mieste môžete namiesto obojstranného použiť superlepidlo.
Na výpočet cievky použite vzorec indukčnosti pre vyššie uvedenú valcovú cievku, pre μ r zadajte relatívnu permeabilitu uvedenú v údajovom liste alebo online kalkulačke cievky. Ak ste cievku navrhli , môžete ju navinúť ako vzduchové cievky, ale existuje iná metóda, rýchlejšia metóda !
Vložte feritovú tyč do elektrickej vŕtačky, rovnako ako vrták a pomaly ju otáčajte, tyč sa bude otáčať sama, takže môžete veľmi rýchlo vyrobiť vysoko kvalitné a vysoko indukčné cievky s mnohými otáčkami! Ak máte plastové prúty na tyč, najskôr na ne naviňte a potom ich naviňte na cievku a nalepte na miesto.
Naľavo je výrobne vyrobená anténna cievka vo vysielacom prijímači, kde je cievka navinutá na formovač, ktorý je pripevnený k tyči pomocou plastových prvkov. Drôt je držaný na mieste pomocou epoxidovej živice. Vpravo je na feritovej tyči vyrobená malá cievka vyrobená vyššie opísanými metódami.
Vinutie toroidného jadra
Toroidné cievky sa dajú vypočítať celkom ľahko, ale pre vietor sú trochu zložitejšie. Toroidné jadrá majú širokú škálu aplikácií, ako napríklad filtračné tlmivky v SMPS, RFI tlmivky, výkonové transformátory SMPS, vstupné RF filtre, baluny, transformátory prúdu a ďalšie.
Indukčnosť toroidnej cievky v nanohrádkach (keď je index indukčnosti AL uvedený v nH / N 2) možno vypočítať pomocou tohto vzorca:
L (NH) = A L (NH / N 2) * Otáčky 2
Po prepočte dostaneme vzorec pre počet závitov potrebných pre požadovanú indukčnosť:
Potrebné otáčky = 1/2
Na navinutie toroidnej cievky potrebujete toroidné jadro, zdroj drôtu (dobrým zdrojom sú vychyľovacie cievky zo starých televízorov CRT), jemný brúsny papier a trochu superlepidla.
Na navinutie toroidu musíte najskôr odstrihnúť vhodnú dĺžku drôtu, pretože nemôžete previesť rolku drôtu cez otvor. Ak chcete vypočítať potrebný drôt, vynásobte obvod prierezu krúžku počtom potrebných závitov. To sa niekedy v údajovom liste uvádza ako mlt (priemerná dĺžka na otáčku). Na tomto webe sa nachádza online kalkulačka, ktorá pomáha pri navrhovaní toroidných cievok. Stačí si zvoliť jadro, zapojiť požadovanú indukčnosť a udávať potrebné množstvo vodičov a závitov.
Krok 1: Najprv prevlečte jeden koniec drôtu cez otvor, uistite sa, že vyčnievajú asi 4 cm - tento bit sa nazýva pigtail.
Krok 2: Naviňte pigtail okolo jadra, nechajte 1 cm až 2 cm vypnutý a zvyšok zaistite superlepidlom.
Krok 3: Zvyšnú dĺžku drôtu použite na navinutie zvyšku cievky, dlhší koniec pripevnite na klinček alebo klinček pre ľahšie navinutie.
Pretože sa predpokladá, že cievka bude mať nízku indukčnosť (okolo 3,6 μH) pri absencii profesionálneho merača LCR, je lepšie použiť GDM, pretože bežné merače založené na mikrokontroléri majú veľmi nízku presnosť pri meraní malých indukčností. K cievke bol paralelne pripojený kondenzátor 680pF spolu s malou spojovacou slučkou. Tento obvod klesol na 3,5 MHz (vpravo) a vloženie týchto hodnôt do rezonančnej kalkulačky nám dáva okolo 3μH. Vľavo je merač nastavený na inú frekvenciu mimo rezonancie obvodu.
Vypočítané cievky môžu v reálnom živote poskytnúť veľmi odlišné výsledky kvôli parazitickým kapacitám a paralelnej rezonancii, ktoré spôsobujú.