Чем соленоид отличается от катушки

Соленоид и электромагнит

19 февраля 2015.
Категория: Электротехника.

Соленоид

Соленоидом называется проводник, свитый спиралью, по которому пропущен электрический ток (рисунок 1, а).

Если мысленно разрезать витки соленоида поперек, обозначить направление тока в них, как было указано выше, и определить направление магнитных индукционных линий по «правилу буравчика», то магнитное поле всего соленоида будет иметь такой вид, как показано на рисунке 1, б.

Рисунок 1. Соленоид (а) и его магнитное поле (б)

Рисунок 2. Компьютерная модель соленоида

На оси бесконечно длинного соленоида, на каждой единице длины которого намотано n0 витков, напряженность магнитного поля внутри соленоида определяется формулой:

H = I × n0 .

В том месте, где магнитные линии входят в соленоид, образуется южный полюс, где они выходят – северный полюс.

Для определения полюсов соленоида пользуются «правилом буравчика», применяя его следующим образом: если расположить буравчик вдоль оси соленоида и вращать его по направлению тока в витках катушки соленоида, то поступательное движение буравчика покажет направление магнитного поля (рисунок 3).

Рисунок 3. Определение полюсов соленоида

Рисунок 4. Электромагнит

про соленоид:

Электромагнит

Соленоид, внутри которого находится стальной (железный) сердечник, называется электромагнитом (рисунок 4 и 5). Магнитное поле у электромагнита сильнее, чем у соленоида, так как кусок стали, вложенный в соленоид, намагничивается и результирующее магнитное поле усиливается. Полюсы у электромагнита можно определить, так же как и у соленоида, по «правилу буравчика».

Рисунок 5. Катушка электромагнита

Электромагниты широко применяются в технике. Они служат для создания магнитного поля в электрических генераторах и двигателях, в электроизмерительных приборах, электрических аппаратах и тому подобном.

В установках большой мощности для отключения поврежденного участка цепи вместо плавких предохранителей применяются автоматические, масляные и воздушные выключатели. Для приведения в действие отключающих катушек автоматических выключателей применяются различные реле. Реле называются приборы или автоматы, реагирующие на изменение тока, напряжения, мощности, частоты и прочих параметров.

Из большого числа реле, различных по своему назначению, принципу действия и конструкции, кратко рассмотрим устройство электромагнитных реле. На рисунке 6 представлены конструкции этих реле.

Работа реле основана на взаимодействии магнитного поля, создаваемого неподвижной катушкой, по которой проходит ток, и стального подвижного якоря электромагнита.

При изменении условий работы в цепи главного тока катушка реле возбуждается, магнитный поток сердечника подтягивает (поворачивает или втягивает) якорь, который замыкает контакты цепи, отключающей катушки привода масляных и воздушных выключателей или вспомогательных реле.

Рисунок 6. Электромагнитное реле

Реле нашли себе применение также в автоматике и телемеханике.

Магнитный поток соленоида (электромагнита) увеличивается с увеличением числа витков и тока в нем. Намагничивающая сила зависит от произведения тока на число витков (числа ампер-витков).

Если, например, взять соленоид, по обмотке которого проходит ток 5 А и число витков которого равно 150, то число ампер-витков будет 5 × 150 = 750. Тот же магнитный поток получится если взять 1500 витков и пропустить по ним ток 0,5 А, так как 0,5 × 1500 = 750 ампер-витков.

Увеличить магнитный поток соленоида можно следующими путями: 1) вложить в соленоид стальной сердечник, превратив его в электромагнит; 2) увеличить сечение стального сердечника электромагнита (так как при данных токе, напряженности магнитного поля, и стало быть, магнитной индукции увеличение сечения ведет к росту магнитного потока); 3) уменьшить воздушный зазор сердечника электромагнита (так как при уменьшении пути магнитных линий по воздуху уменьшается магнитное сопротивление).

про электромагнит:

Источник: https://www.electromechanics.ru/electrical-engineering/625-solenoid-and-electromagnet.html

Катушка индуктивности

Что вы себе представляете под словом “катушка” ? Ну это, наверное, какая-нибудь “фиговинка”, на которой намотаны нитки, леска, веревка, да что угодно! Катушка индуктивности представляет из себя точь-в-точь то же самое, но вместо нитки, лески или чего-нибудь еще там намотана обыкновенная медная проволока в изоляции.

Изоляция может быть из бесцветного лака, из ПВХ-изоляции и даже из матерчатой. Тут фишка такая, что хоть и провода в катушке индуктивности очень плотно прилегают к друг другу, они все равно изолированы друг от друга. Если будете мотать катушки индуктивности своими руками, ни в коем случае не вздумайте брать обычный медный голый провод!

Индуктивность

Любая катушка индуктивности обладает индуктивностью. Индуктивность катушки измеряется в Генри (Гн), обозначается буковкой L и замеряется с помощью LC – метра.

Что такое индуктивность?  Если через  провод пропустить электрический ток, то он вокруг себя создаст магнитное поле:

где

В – магнитное поле, Вб

I – сила тока, А

А давайте возьмем и намотаем в спиральку этот провод и подадим на его концы напряжение

И у нас получится вот такая картина с магнитными силовыми линиями:

Грубо говоря, чем больше линий магнитного поля пересекут площадь этого соленоида, в нашем случае площадь цилиндра, тем больше будет магнитный поток (Ф). Так как через катушку течет электрический ток, значит, через нее проходит ток с  Силой тока (I), а коэффициент между магнитным потоком и силой тока называется индуктивностью и вычисляется по формуле:

С научной же точки зрения, индуктивность – это способность извлекать энергию из источника электрического тока и сохранять ее в виде магнитного поля. Если ток в катушке увеличивается, магнитное поле вокруг катушки расширяется, а если ток уменьшается , то магнитное поле сжимается.

Самоиндукция

Катушка индуктивности обладает также очень интересным свойством. При подаче на катушку постоянного напряжения, в катушке возникает на короткий промежуток времени противоположное напряжение.

Это противоположное напряжение называется ЭДС самоиндукции. Эта ЭДС зависит от значения индуктивности катушки. Поэтому, в момент подачи напряжения на катушку сила тока в течение долей секунд плавно меняет свое значение от 0 до некоторого значения, потому что напряжение, в момент подачи электрического тока, также меняет свое значение от ноля и до установившегося значения. Согласно Закону Ома:

где

I – сила тока в катушке , А 

U – напряжение в катушке, В 

 R – сопротивление катушки, Ом

Как мы видим по формуле, напряжение меняется от нуля и до напряжения, подаваемого в катушку, следовательно и ток тоже будет меняться от нуля и до какого то значения. Сопротивление катушки для постоянного тока также постоянное.

И второй феномен в катушке индуктивности заключается в том, что если мы разомкнем цепь катушка индуктивности – источник тока, то у нас ЭДС самоиндукции будет суммироваться к напряжению, которое мы уже подали на катушку.

То есть как только мы разрываем цепь, на катушке напряжение в этот момент может быть  в разы больше, чем было до размыкания  цепи, а сила тока в цепи катушки будет тихонько падать, так как ЭДС самоиндукции будет поддерживать убывающее напряжение.

Сделаем первые выводы о работе катушки индуктивности при подаче на нее постоянного тока. При подаче на катушку электрического тока, сила тока будет плавно увеличиваться, а при снятии электрического тока с катушки, сила тока будет плавно убывать до нуля. Короче говоря, сила тока в катушке мгновенно измениться не может.

Типы катушек индуктивности

Катушки индуктивности делятся в основном на два класса: с магнитным и  немагнитным сердечником. Снизу  на фото катушка с немагнитным сердечником.

Но где у нее сердечник? Воздух – это немагнитный сердечник :-).  Такие катушки также могут быть намотаны на какой-нибудь цилиндрической бумажной трубочке. Индуктивность катушек с немагнитным  сердечником используется, когда индуктивность не превышает 5 миллигенри.

А вот катушки индуктивности с сердечником:

В основном используют сердечники из феррита и железных пластин. Сердечники повышают индуктивность катушек в разы. Сердечники в виде кольца (тороидальные) позволяют получить большую индуктивность, нежели просто сердечники из цилиндра.

Для катушек средней индуктивности используются ферритовые сердечники:

Катушки с большой индуктивностью делают как трансформатор с железным сердечником, но с одной обмоткой, в отличие от трансформатора.

Дроссель

Также есть особый вид катушек индуктивностей. Это так называемые дроссели. Дроссель – это катушка индуктивности, задача которой состоит в том, чтобы создать в цепи большое сопротивление для переменного тока, чтобы подавить токи высоких частот.

Постоянный ток через дроссель проходит без проблем. Почему это происходит, можете прочитать в этой статье. Обычно дроссели включаются в цепях питания усилительных устройств. Дроссели предназначены для защиты источников питания от попадания в них высокочастотных сигналов (ВЧ-сигналов). На низких частотах (НЧ) они используются в фильтрах цепей питания и обычно имеют металлические или ферритовые сердечники. Ниже на фото силовые дроссели:

Также существует еще один особый вид дросселей – это сдвоенный дроссель. Он представляет из себя две встречно намотанных катушки индуктивности. За счет встречной намотки и взаимной индукции он более эффективен. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания, а также в звуковой технике.

Что влияет на индуктивность?

От каких факторов зависит индуктивность катушки? Давайте проведем несколько опытов.  Я намотал катушку с немагнитным сердечником. Ее индуктивность настолько мала, что LC – метр мне показывает ноль.

Имеется ферритовый сердечник

Начинаю вводить катушку в сердечник на самый край

LC-метр  показывает 21 микрогенри.

Ввожу катушку на середину феррита

35 микрогенри. Уже лучше.

Продолжаю вводить катушку на правый край феррита

20 микрогенри. Делаем вывод, самая большая индуктивность на цилиндрическом феррите возникает в его середине.  Поэтому, если будете мотать на цилиндрике, старайтесь мотать в середине феррита. Это свойство используется для плавного изменения индуктивности  в переменных катушках индуктивности:

где

1 – это каркас катушки

2 – это витки катушки

3 – сердечник, у которого сверху пазик под маленькую отвертку. Вкручивая или выкручивая сердечник, мы тем самым изменяем индуктивность катушки.

Экспериментируем дальше. Давайте попробуем сжимать и разжимать витки катушки. Для начала ставим ее в середину и начинаем сжимать витки

Индуктивность стала почти 50 микрогенри!

А давайте-ка попробуем расправим витки по всему ферриту

13 микрогенри. Делаем вывод: для максимальной индуктивности мотать катушку надо “виток к витку”.

Убавим витки катушки в два раза. Было 24 витка, стало 12.

Совсем маленькая индуктивность. Убавил количество витков в 2 раза, индуктивность уменьшилась в 10 раз.  Вывод: чем меньше количество витков – тем меньше индуктивность и наоборот. Индуктивность меняется не прямолинейно виткам.

Давайте поэкспериментируем с ферритовым кольцом.

Замеряем индуктивность

15 микрогенри

Отдалим витки катушки друг от друга

Замеряем снова

Хм, также 15 микрогенри. Делаем вывод: расстояние от витка до витка  не играет никакой роли в катушке индуктивности тороидального исполнения.

Мотнем побольше витков. Было 3 витка, стало 9.

Замеряем

Офигеть! Увеличил количество витков  в 3 раза, а индуктивность увеличилась в 12 раз! Вывод: индуктивность меняется не прямолинейно виткам.

Если верить формулам для расчета индуктивностей, индуктивность зависит от “витков в квадрате”. Эти формулы я здесь выкладывать не буду, потому как не вижу надобности. Скажу только, что индуктивность зависит еще от таких параметров, как сердечник (из какого материала он сделан), площадь поперечного сечения сердечника, длина катушки.

Последовательное и параллельное соединение катушек индуктивности

При последовательном соединении индуктивностей, их общая индуктивность будет равняться сумме индуктивностей.

А при параллельном соединении получаем вот так:

При соединении индуктивностей должно выполняться правило, чтобы они были пространственно разнесены на плате. Это связано с тем, что при близком расположении друг друга их магнитные поля будут влиять с друг другом, и поэтому показания индуктивностей будут неверны. Не ставьте на одну железную ось две и более тороидальных катушек.  Это может привести к неправильным показаниям общей индуктивности.

Резюме

Катушка индуктивности играет в электронике очень большую роль, особенно в приемопередающей аппаратуре. На катушках индуктивности строятся также различные фильтры для электронной радиоаппаратуры, а в электротехнике ее используют также в качестве ограничителя скачка силы тока.

Ребята из Паяльника забабахали очень неплохой видос про катушку индуктивности. Советую посмотреть в обязательном порядке:

Источник: https://www.ruselectronic.com/katushka-induktivnosti/

Индуктивность формула для катушки с током

У каждого из нас бывали проблемы с предметами в школе. У кого-то были проблемы с химией, у кого-то – с физикой. Но даже если с этими предметами у вас всё всегда было хорошо, вы наверняка не помните всех тем, что вам давали в школе. Одной из таких тем является электромагнетизм в целом и расчёт индуктивности катушек в частности.

Для начала окунёмся немного в историю такого явления, как магнетизм.

История

Магнетизм начинает свою историю ещё с Древнего Китая и Древней Греции. Открытый в Китае магнитный железняк использовался тогда в качестве стрелки компаса, указывающей на север. Есть упоминания, что китайский император использовал его во время битвы.

Однако вплоть до 1820 года магнетизм рассматривался лишь как явление. Всё его практическое применение было заключено в указании стрелки компаса на север. Однако в 1820 году Эрстед провёл свой опыт с магнитной стрелкой, показывающий влияние электрического поля на магнит. Этот опыт послужил толчком для некоторых учёных, взявшихся за это всерьёз, чтобы разработать теорию магнитного поля.

Спустя всего 11 лет, в 1831 году, Фарадей открыл закон электромагнитной индукции и ввёл в обиход физиков понятие «магнитное поле». Именно этот закон послужил основой для создания катушек индуктивности, о которых сегодня и пойдёт речь.

А прежде чем приступить к рассмотрению самого устройства этих катушек, освежим в голове понятие магнитного поля.

Магнитное поле

Это словосочетание знакомо нам со школьной скамьи. Но многие уже забыли о том, что оно означает. Хотя каждый из нас помнит, что магнитное поле способно воздействовать на предметы, притягивая или отталкивая их.

Но, помимо этого, у него есть и другие особенности: например, магнитное поле может воздействовать на электрически заряженные объекты, а это значит, что электричество и магнетизм тесно связаны между собой, и одно явление может плавно перетекать в другое. Учёные поняли это достаточно давно и поэтому стали называть все эти процессы вместе одним словом – «электромагнитные явления».

На самом деле электромагнетизм – довольно интересная и ещё не до конца изученная область физики. Она очень обширна, и те знания, что мы можем здесь изложить вам, – это очень малая часть того, что известно человечеству о магнетизме сегодня.

А сейчас перейдём непосредственно к предмету нашей статьи. Следующий раздел будет посвящён рассмотрению непосредственно устройства катушки индуктивности.

Что такое катушка индуктивности?

Мы сталкиваемся с этими предметами постоянно, но вряд ли придаём им какое-то особое значение. Это для нас обыденность. На самом деле катушки индуктивности встречаются сегодня практически в каждом приборе, но наиболее яркий пример их использования – трансформаторы.

Если вы думаете, что трансформаторы бывают только на энергетических подстанциях, то вы сильно ошибаетесь: ваше зарядное устройство от ноутбука или смартфона – тоже своего рода трансформатор, только меньшего размера, чем те, что используются на электростанциях и распределительных подстанциях.

Любая катушка индуктивности состоит из сердечника и обмотки. Сердечник представляет собой стержень из диэлектрического или ферромагнитного материала, на который наматывается обмотка. Последняя делается чаще всего из медной проволоки. Количество витков обмотки напрямую связано с величиной магнитной индукции полученной катушки.

Теперь, прежде чем рассмотреть расчет индуктивности катушек и формулы, необходимые для него, поговорим о том, какие параметры и свойства мы будем вычислять.

Какие параметры есть у катушки?

Катушка обладает несколькими физическими характеристиками, отражающими её качество и пригодность для той или иной работы. Одной из них является индуктивность. Она численно равна отношению потока магнитного поля, создаваемого катушкой, к величине этого тока. Индуктивность измеряется в Генри (Гн) и в большинстве случаев принимает значения от единиц микрогенри до десятков Генри.

Индуктивность является, пожалуй, самым важным параметром катушки. Поэтому неудивительно, что большинство людей даже не думают о том, что существуют другие величины, способные описывать поведение катушки и отражать её пригодность для того или иного применения.

При выборе катушки индуктивности профессионалы также обращают внимание на сопротивление потерь. Как можно понять из этого словосочетания, оно отражает величину потерь электроэнергии, происходящих вследствие паразитных эффектов, таких как, например, нагревание проводов, происходящее по закону Джоуля-Ленца. Нетрудно понять, что чем ниже это значение для катушки, тем она лучше.

Ещё один параметр, который необходимо учитывать, – добротность контура. Она тесно связана с предыдущим параметром и представляет собой отношение реактивного сопротивления к активному (сопротивлению потерь). Соответственно, чем выше добротность – тем лучше. Её повышение достигается за счёт выбора оптимального диаметра провода, материала и диаметра сердечника, числа обмоток.

Сейчас рассмотрим подробнее самый важный и наиболее волнующий нас параметр – индуктивность катушки.

Немного больше про индуктивность

Мы уже разобрали это понятие, и теперь осталось поговорить о нём немного подробнее. Зачем? Нам ведь предстоит расчет индуктивности катушек, а значит, необходимо понимать, что это такое и зачем нам её рассчитывать.

Катушка индуктивности предназначена для создания магнитного поля, а значит, имеет параметры, которые описывают его силу. Таким параметром является магнитный поток. Но разные катушки имеют разные потери при прохождении через них тока и, соответственно, разный КПД.

В зависимости от диаметра проводов и количества витков катушка может давать разное по величине магнитное поле. Значит, необходимо ввести такую величину, которая бы отражала зависимость между величиной магнитного потока и силой тока, пропускаемой через катушку.

Таким параметром и является индуктивность.

Зачем нужен расчёт индуктивности?

Катушек разных видов в мире достаточно много. Они отличаются между собой свойствами, а значит, и применениями. Одни используются в трансформаторах, другие, соленоиды, выполняют роль электромагнитов большой силы. Кроме этих, применений у катушек индуктивности найдётся предостаточно. И для всех них необходимы разные типы катушек. Они отличаются по своим свойствам. Но большую часть этих свойств можно объединить с помощью понятия индуктивности.

Мы уже близко подошли к объяснению того, что включает в себя формула расчета индуктивности катушки. Но стоит оговориться, что речь пойдёт не о «формуле», а о «формулах», так как все катушки можно разделить на несколько больших групп, для каждой из которых своя отдельная формула.

Источник: https://crast.ru/instrumenty/induktivnost-formula-dlja-katushki-s-tokom

Электромагнитные катушки (соленоиды) МЭГ6-2, МЭГ10-2

Электромагниты МЭГ6-2, МЭГ10-2 являются важным элементом гидравлической системы. Подобное устройство используется для регулировки дискретного гидравлического распределителя. Управление осуществляется за счет подачи и отключения электрического сигнала. Благодаря катушке функционирование системы становиться более эффективным и безопасным.

Характеристика	МЭГ6	МЭГ10-2
Ход якоря номинальный, мм	2,5	4
Ход якоря полный, мм	5,5	8,5
Усилие тяговое, Н	37	90
Мощность потребляемая, Вт	35	45
Масса, кг	0,55	1,5

Конструкция

Элемент МЭГ6-2, МЭГ10-2 отличается довольно простой конструкцией. В составе агрегата имеется катушка, трубка и якорь. Данное приспособление позволяет передавать магнитное усилие к другим компонентам системы. Для фиксации электромагнита на поверхности гидравлического распределителя используется гайка и кольцевые уплотнители.

Дабы предотвратить быстрый износ изделие покрывают специальным защитным составом. Это позволяет минимизировать негативное воздействие рабочей среды. Отметим, что элемент погружен в гидравлическую жидкость, потому ее характеристикам уделяется особое внимание.

Особенности

Применение катушек МЭГ6 и МЭГ10-2, по сравнению с более ранними вариантами, имеет несколько преимуществ. В частности, появляется возможность осуществлять замену и демонтаж без разгерметизации оборудования. В процессе замены необходимо открутить гайку у агрегата, затем установить новый соленоид и закрутить обратно.

Обращаем ваше внимание, что на катушке расположена кнопка ручного включения. Такое приспособление позволяет производить быструю и удобную наладку аппарата. При этом значение рабочего давления жидкости не должно быть выше 16 МПа.

У компании «Кран-мастер» вы найдете большой выбор различных запасных частей. Наш товар отличается высоким качеством и соответствует установленным стандартам. Кроме того, мы предлагаем услуги по ремонту и обслуживанию вашего оборудования. Мы, в первую очередь, стремимся реализовать ваши потребности с максимальной эффективностью.

Клиенты говорят о нас

Источник: https://kran-master74.ru/spares/gidrooborudovanie/gidroraspredeliteli/katushki_dlya_gidroraspredeliteley/elektromagnitnye_katushki_solenoidy_meg6_2_meg10_2/

Электромагнитные катушки различных типоразмеров, мощности и напряжения питания

Катушки индуктивности (электромагнитные катушки, соленоиды) широко используются для управления соленоидными клапанами, пневмораспределителями, импульсными клапанами и т.д.

На нашем складе есть катушки для пневматики, гидравлики и соленоидных клапанов различных типоразмеров и мощности, с напряжением питания 12 VDC, 24 VDC, 12 VAC, 24 VAC, 110 VAC, 220 VAC (в том числе для пневмораспределителей Festo и Camozzi) по цене от 177 руб.

Соленоиды выполнены из термостойкого компаунда (раб. температура до +155 / +180 ̊С в зависимости от модификации).

Как правильно подобрать катушку?

Для подбора новой катушки взамен вышедшей из строя необходимо учесть значения нескольких основных параметров катушки:

1) Внутренний посадочный диаметр катушки. Он должен быть немного больше диаметра штока, на который будет одеваться катушка. Величина зазора между катушкой и штоком рекомендуется в пределах 0,10,4 мм. При большем зазоре катушка будет разогреваться выше максимально допустимой температуры, что приведет к резкому снижению её ресурса.
2) Высота катушки.

Как правило, одетая на шток клапана или распределителя катушка фиксируется сверху гайкой или стопорным кольцом. Высота подбираемой катушки должна обеспечивать возможность установки этого фиксирующего элемента.
3) Напряжение питания катушки. Определившись с посадочным диаметром и высотой катушки нужно выбрать подходящий вариант по напряжению питания.
4) Мощность катушки.

Из ряда катушек с подходящей высотой, посадочным диаметром и напряжением питания выбираем ближайшую подходящую по мощности.

Полный ассортимент катушек:

Катушка	Модификация	Напряжение питания	Мощность	Класс изоляции	Стандарт электрического подключения	Диаметр посадочного отверстия (d) и высота катушки (h)	Фото и чертеж
Серия CL
CL075	CL075-AC220V-5,5VA	220 VAC	5,5 VA	F (tраб.: до +155°С)	DIN43650B	d=9,2 мм, h=29,5 мм
CL077	CL077-AC220V-3VA	220 VAC	3 VA	F (tраб.: до +155°С)	DIN43650C	d=8 мм, h=24 мм
CL077-DC24V-2,8W	24 VDC	2,8 W
CL285	CL285-AC220V-4,2VA	220 VAC	4,2 VA	Н (tраб.: до +180°С)	DIN43650B	d=10,2 мм, h=29,5 мм
CL285-DC24V-4,8W	24 VDC	4,8 W
CL516	CL516-AC230V-3,5VA	230 VAC	3,5 VA	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650B	d=10,2 мм, h=30 мм
CL516-DC12V-3W	12 VDC	3 W
CL516-DC24V-3W	24 VDC	3 W
CL579	CL579-AC220V-5VA	220 VAC	5 VA	F (tраб.: до +155°С)	DIN43650B	d=9,2 мм, h=30 мм
CL712	CL712-AC12V-5,5VA	12 VAC	5,5 VA	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650B	d=9,2 мм, h=29,5 мм
CL712-AC24V-5,5VA	24 VAC	5,5 VA
CL712-AC110V-5,5VA	110 VAC	5,5 VA
CL712-AC220V-5,5VA	220 VAC	5,5 VA
CL712-DC12V-4,8W	12 VDC	4,8 W
CL712-DC24V-4,8W	24 VDC	4,8 W
Серия SB
SB052	SB052-AC220V-6VA	220 VAC	6 VA	Н (tраб.: до +180°С)	DIN43650B	d= 8,1 мм, h=29 мм
SB052-DC24V-3W	24 VDC	3 W
SB077	SB077-AC220V-5VA	220 VAC	5 VA	Н (tраб.: до +180°С)	DIN43650C	d= 8 мм, h=23,5 мм
SB077-DC24V-2,8W	24 VDC	2,8 W
SB241	SB241-AC220V-5VA	220 VAC	5 VA	Н (tраб.: до +180°С)	DIN43650B	d= 9,3 мм, h=29,5 мм
SB294	SB294-AC220V-6VA	220 VAC	6 VA	Н (tраб.: до +180°С)	DIN43650B	d= 9,2 мм, h=29,5 мм
SB294-DC24V-3W	24 VDC	3 W
SB296	SB296-AC220V-10VA	220 VAC	10 VA	Н (tраб.: до +180°С)	DIN43650A	d= 9,2 мм, h=30 мм
SB296-DC24V-6W	24 VDC	6 W
Серия GHM
GHM-018	GHM-018-AC110V-5,5VA-B	110 VAC	5,5 VA	Н (tраб.: до +180°С)	DIN43650B	d= 9,04 мм, h=30 мм
GHM-018-DC24V-4,0W-B	24 VDC	4,0 W
GHM-018-DC12V-4,0W-B	12 VDC	4,0 W

Катушка	Модификация	Напряжение питания	Мощность	Класс изоляции	Стандарт электрического подключения	Диаметр посадочного отверстия (d) и высота катушки (h)	Фото и чертеж
Серия CL
CL0	CL0-AC220V	220 VAC	7,6 VA	N (tраб: до +200°С)	DIN43650A	d= 12 мм; h=30 мм
CL0-DC24V	24 VDC	13,9 W
CL1	CL1-AC24V	24 VAC	16,1 VA	N (tраб: до +200°С)	DIN43650A	d= 12 мм; h=40 мм
CL1-AC110V	110 VAC	12 VA
CL1-AC220V	220 VAC	10,6 VA
CL1-DC24V	24 VDC	14,7 W
CL050	CL050-AC220V-15VA	220 VAC	15 VA	F (tраб.: до +155°С)	DIN43650A	d = 13,3 мм; h = 41,5 мм
CL050-DC24V-12W	24 VDC	12 W	H (tраб.: до +180°С)
CL242	SB242-AC220V-15VA	220 VAC	15 VA	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650A	d = 13,4 мм; h = 39 мм
CL429	CL429-DC24V-21W	24 VDC	21,48 W	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650A	d = 14 мм; h = 50 мм
CL514	CL514-DC24V-14W	24 VDC	14 W	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650A	d = 13,3 мм; h = 38,5 мм
CL519	CL519-DC24V-10W	24 VDC	10 W	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650А	d = 13,3 мм; h = 40 мм
CL547	CL547-AC220V-15VA	220 VAC	15 VA	F (tраб.: до +155°С)	DIN43650A	d = 13,4 мм; h = 41 мм
CL547-DC24V-12W	24 VDC	12 W
Серия SB
SB057	SB057-DC24V-13W	24 VDC	13 W	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650A	d = 12 мм; h = 41,5 мм
SB082	SB082-DC24V-8W	24 VDC	8 W	H (tраб.: до +180°С)	Винтовые клеммы	d = 11,7 мм; h = 32,5 мм
SB430	SB430-DC24V-13W	24 VDC	13 W	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650A	d = 12 мм; h = 40 мм
SB735	SB735-AC220V-13VA	220 VAC	13 VA	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650A	d = 13,5 мм; h = 42 мм
Серия GHM
GHM-013	GHM-013-DC24-20W-P	24 VDC	20 W	F (tраб.: до +155°С)	DIN43650A	d =12,5 мм; h = 41 мм
GHM-014	GHM-014-AC220-20VA-P	220 VAC	20 VA	F (tраб.: до +155°С)	DIN43650A	d =12,5 мм; h = 37 мм
GHM-014-DC24-20W-P	24 VDC	20 W
GHM-BD-B	GHM-BD-B-AC220V-15,4VA-B	220 VAC	15,4	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650A	d =11,9 мм; h = 41 мм
GHM-BD-B-DC24V-12W-B	24 VDC	12 W

Катушка	Модификация	Напряжение питания	Мощность	Класс изоляции	Стандарт электрического подключения	Диаметр посадочного отверстия (d) и высота катушки (h)	Фото и чертеж
Серия CL
CL2	CL2-AC24V	24 VAC	15 VA	N (tраб: до +200°С)	DIN43650A	d= 14,5 мм; h=40 мм
CL2-AC110V	110 VAC	20 VA
CL2-AC220V	220 VAC	20 VA
CL2-DC24V	24 VDC	18 W
CL3	CL3-AC24V	24 VAC	16,9 VA	N (tраб: до +200°С)	DIN43650A	d= 16 мм; h=52 мм
CL3-AC110V	110 VAC	21,9 VA
CL3-AC220V	220 VAC	26,2 VA
CL3-DC24V	24 VDC	20,7 W
CL055	CL055-AC220V-26VA	220 VAC	26,6 VA	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650A	d = 16,4 мм; h = 39 мм
CL083	CL083-AC220V-13VA	220 VAC	13 VA	B (tраб.: до +130°С)	Винтовые клеммы	d = 14,5 мм; h = 41 мм
CL083-DC24V-9W	24 VDC	9 W
CL084	CL084-DC24V-9W	24 VDC	9 W	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650A	d = 15,3 мм; h =41 мм
CL243	CL243-AC220V-18VA	220 VAC	18 VA	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650A	d = 14,8 мм; h = 37 мм
CL407	CL407-AC220V-19VA	220 VAC	19 VA	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650A	d = 15,2 мм; h = 39 мм
CL470	CL470-AC220V-22VA	220 VAC	22 VA	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650A	d = 16,2 мм; h =50,5 мм
CL470-DC24V-26W	24 VDC	26 W
CL487	CL487-DC24V-19W	24 VDC	19 W	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650A	d = 16,2 мм; h =51,5 мм
CL523	CL523-DC24V-21W	24 VDC	21 W	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650A	d = 21,2 мм; h =44 мм
Серия SB
SB085	SB085-DC24V-13W	24 VDC	13 W	H (tраб.: до +180°С)	Винтовые клеммы	d = 17,7 мм; h = 44 мм
SB086	SB086-DC24V-16W	24 VDC	16 W	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650A	d = 14,5 мм; h = 40,5 мм
SB468	SB468-AC220V-12VA	220 VAC	12 VA	H (tраб.: до +180°С)	DIN43650A	d = 14,7 мм; h = 40,5 мм
SB468-DC24V-10W	24 VDC	10 W
Серия GHM
GHM-170	GHM-170-DC24V-7,2W-P	24 VDC	7,2 W	F (tраб.: до +155°С)	DIN43650A	d = 14,1 мм; h = 38,5 мм

Ассортимент разъемов для электромагнитных катушек

Внешний вид	Стандарт подключения	Комплект поставки разъема	Фото и чертеж
CL-S1A	DIN43650A	1. угловая розетка 2. уплотнение-прокладка 3. фиксирующий винт4. сальниковый ввод
DIN43650A	DIN43650A
DIN43650B	DIN43650B
DIN43650C	DIN43650C

Источник: http://roskip.ru/?id=9432

Индуктивность: формула

Если существует замкнутый контур, в котором протекает ток, создающий магнитное поле (магнитный поток), то между током и потоком существует взаимосвязь. Коэффициент пропорциональностями между этими величинами является определением индуктивности.

Также эту пропорциональность можно назвать характеристикой инерционности электрической цепи, которая напрямую связана с понятием ЭДС самоиндукции, которая возникает в цепи, когда изменяется сила тока.

Электрическая цепь и индуктивность

Индуктивность характеризует электромагнитные свойства электроцепей. В более узком понятии, это элемент или участок цепи, обладающий большой величиной самоиндукции.

Таким элементом может считаться один, несколько или даже часть витка проводника, на высоких частотах также прямой отрезок провода любой длины.

Самоиндукция и измерение индуктивности

Расчет катушки индуктивности

При изменении тока, который протекает в замкнутом электрическом контуре, меняется создаваемый им магнитный поток. Вследствие этого наводится ЭДС, которая называется ЭДС самоиндукции.

Напряжение ЭДС определяется формулой расчета индукции:

Ꜫ=-L∙di/dt.

То есть ЭДС прямо пропорциональна величине скорости изменения тока с некоторым коэффициентом L, который и называется «индуктивность».

Обозначение и единицы измерения

Сопротивление тока: формула

В честь Ленца, единица измерения индуктивности получила обозначение символом «L». Выражается в Генри, сокращенно Гн (в англоязычной литературе Н), в честь известного американского физика.

Если при изменении тока в один ампер за каждую секунду ЭДС самоиндукции составляет 1 вольт, то индуктивность цепи будет измеряться в 1 генри.

Как может обозначаться индуктивность в других системах:

• В системе СГС, СГСМ – в сантиметрах. Для отличия от единицы длины обозначается абгенри;
• В системе СГСЭ – в статгенри.

Теоретическое обоснование

Ток, протекающий в замкнутом контуре, создает магнитное поле, при этом величина вектора магнитного поля пропорциональна протекающему току. Таким образом, магнитный поток также пропорционален току.

Коэффициент пропорциональности между магнитным потоком и порождающим его током равен индуктивности рассматриваемого контура.

Свойства

Имеет следующие свойства:

• Зависит от количества витков контура, его геометрических размеров и магнитных свойств сердечника;
• Не может быть отрицательной;
• Исходя из определения, скорость изменения тока в контуре, ограничена значением его индуктивности;
• При увеличении частоты тока реактивное сопротивление катушки увеличивается;
• Обладает свойством запасать энергию – при отключении тока запасенная энергия стремится компенсировать падение тока.

Схемы соединения катушек

Как радиотехнический элемент, катушки индуктивностей обладают свойствами соединений, полностью идентичными соединениям резисторов.

Параллельное соединение

Параллельное соединение:

L=1/(1/L1+1/L2++1/Ln).

Для двух элементов формула упрощается:

L=L1∙L2/(L1+L2).

Последовательное соединение

Общее значение последовательного соединения равняется сумме индуктивностей:

L=L1+L2++Ln.

Добротность катушки

Одно из важнейших качеств катушек – это добротность. Данный параметр представляет собой отношение реактивного (индуктивного) сопротивления к активному. Активное сопротивление – это сопротивление проводника, из которого выполнен элемент, его можно считать постоянным, за исключением температурного коэффициента сопротивления материала, из которого выполнен провод.

Реактивное сопротивление прямо пропорционально частоте. Формула расчета добротности выглядит следующим образом:

Q=2∙π∙f∙L/R,

где:

• π – число пи, ≈3,14,
• f – частота,
• R – сопротивление.

Обратите внимание! С ростом частоты сигнала добротность катушки индуктивности возрастает.

Одновитковой контур и катушка

Индуктивность контура, представляющего виток провода, зависит от величины протекающего тока и магнитного потока, пронизывающего контур. Для индуктивности контура формула определяет параметр, соответственно, через поток и силу тока:

L=Ф/I.

Ослабление магнитного потока из-за диамагнитных свойств окружающей среды снижает индуктивность.

Параметр для многовитковой катушки пропорционален квадрату количества витков, поскольку увеличивается не только магнитный поток от каждого витка, но и потокосцепление:

L=L1∙N2.

Для того чтобы рассчитать индуктивность катушки формула должна учитывать не только количество витков, но и тип намотки и геометрические размеры.

Тороидальная катушка (катушка с кольцевым сердечником)

Тороидальный тип обмотки рассчитывается по специальной формуле, которая предполагает, что используется соленоид с бесконечной длиной. Чтобы определять индуктивность формула для тора имеет следующий вид:

L=µ∙µ0N2S/(2π∙r),

где r – усредненный радиус тороидального сердечника.

Кольцевой сердечник прямоугольного сечения можно находить по следующей формуле:

L=µ∙µ0N2S∙h/(2π)∙ln(R/r),

где:

r – внутренний радиус сердечника;

R – внешний радиус;

h – высота.

Важно! Вторая формула позволяет узнавать результат с большей точностью.

Длинный прямой проводник

Как найти индуктивность прямого проводника? Существует формула, дающая точное значение при условии, что проводник имеет длину, значительно превышающую толщину:

L=µ0/(2π)∙l(µeln(l/r+1/4µi),

где:

• µe и µi – магнитная проницаемость среды и материала проводника, соответственно;
• l и r – длина и радиус проводника.

Какой магнитной проницаемостью обладает проводник, можно узнать из справочных материалов.

Применение катушек индуктивности

Рассматриваемые элементы широко применяются в радио,- и электротехники:

• Частотозадающие цепи;
• Трансформаторы;
• Дроссели;
• Антенны;
• Элементы фильтров;
• Накопители энергии;
• Нагревательные элементы (система индукционного нагрева);
• Электромагниты;
• Датчики магнитного поля.

Колебательный контур

Емкость и индуктивный элемент, соединенные в цепь, образуют колебательный контур с резко выраженными частотными свойствами и будут являться резонансной системой. В качестве системы используется конденсатор, изменяя емкость которого, можно производить коррекцию частотных свойств.

Последовательный и параллельный колебательные контуры

Если измерить резонансную частоту, используя известный конденсатор, то можно определить индуктивность катушки.

Индуктивность – важнейший элемент в разных областях электротехники. Для правильного применения нужно знать все параметры используемых элементов.

Устройство, которое позволяет определить параметры катушек индуктивности, в том числе добротность, может называться L-метр или Q-метр.

Q-метр для измерения добротности

Источник: https://amperof.ru/teoriya/induktivnost-formula.html

Какими характеристиками определяется индуктивность катушки

Катушка индуктивности — это катушка смотанного в спираль или другую форму изолированного проводника. Основные особенности и свойства: высокая индуктивность при низкой ёмкости и активном сопротивлении.

Она накапливает энергию в магнитном поле. На рисунке ниже вы видите её условное графическое обозначение на схеме (УГО) в разных видах и функциональных назначениях.

Она может быть с сердечником и без него. При этом с сердечником индуктивность будет в разы больше, чем если его нет. От материала, из которого изготовлен сердечник, также зависит величина индуктивности. Сердечник может быть сплошным или разомкнутым (с зазором).

Напомним один из законов коммутации:

Ток в индуктивности не может измениться мгновенно.

Это значит, что катушка индуктивности — это своего рода инерционный элемент в электрической цепи (реактивное сопротивление).

Давайте поговорим, как работает это устройство? Чем больше индуктивность, тем больше изменение тока будет отставать от изменения напряжения, а в цепях переменного тока — фаза тока отставать от фазы напряжения.

В этом и заключается принцип работы катушек индуктивности – накопление энергии и задерживание фронта нарастания тока в цепи.

Из этого же вытекает и следующий факт: при разрыве в цепи с высокой индуктивностью напряжение на ключе повышается и образуется дуга, если ключ полупроводниковый — происходит его пробой. Для борьбы с этим используются снабберные цепи, чаще всего из резистора и конденсатора, установленного параллельно ключу.

Виды и типы катушек

В зависимости от сферы применения и частоты цепи может отличаться конструкция катушки.

По частоте можно условно разделить на:

• Низкочастотные. Пример — дроссель люминесцентной лампы, трансформатор (каждая обмотка представляет собой катушку индуктивности), реактор, фильтры электромагнитных помех. Сердечники чаще всего выполняются из электротехнической стали, для цепей переменного тока из листов (шихтованный сердечник).
• Высокочастотные. Например, контурные катушки радиоприемников, катушки связи усилителей сигнала, накопительные и сглаживающие дроссели импульсных блоков питания. Их сердечник изготавливают обычно из феррита.

Конструкция отличается в зависимости от характеристик катушки, например, намотка может быть однослойной и многослойной, намотанной виток к витку или с шагом. Шаг между витками может быть постоянным или прогрессивным (изменяющимся по длине катушки). Способ намотки и конструкция влияют на конечные размеры изделия.

Отдельно стоит рассказать о том, как устроена катушка с переменной индуктивностью, их еще называют вариометры. На практике можно встретить разные решения:

• Сердечник может двигаться относительно обмотки.
• Две обмотки расположены на одном сердечнике и соединены последовательно, при их перемещении изменяется взаимоиндукция и индуктивная связь.
• Сами витки для настройки контура могут раздвигаться или сужаться приближаясь друг к другу (чем плотнее намотка — тем больше индуктивность).

И так далее. При этом подвижная часть называется ротором, а неподвижная — статором.

По способу намотки бывают также различными, например, фильтры со встречной намоткой подавляют помехи из сети, а намотанные в одну сторону (согласованная намотка) подавляют дифференциальные помехи.

Для чего нужны и какие бывают

В зависимости от того, где применяется катушка индуктивности и её функциональных особенностей, она может называться по-разному: дроссели, соленоиды и прочее. Давайте рассмотрим, какие бывают катушки индуктивности и их сферу применения.

Дроссели. Обычно так называются устройства для ограничения тока, область применения:

• В пускорегулирующей аппаратуре для розжига и питания газоразрядных ламп.
• Для фильтрации помех. В блоках питания — фильтр электромагнитных помех со сдвоенным дросселем на входе компьютерного БП, изображен на фото ниже. Также используется в акустической аппаратуре и прочем.
• Для фильтрации определенных частот или полосы частот, например, в акустических системах (для разделения частот по соответствующим динамикам).
• Основа в импульсных преобразователях — накопитель энергии.

Токоограничивающие реакторы — используются для ограничения токов короткого замыкания на ЛЭП.

Примечание: у дросселей и реакторов должно быть низкое активное сопротивление для уменьшения их нагрева и потерь.

Контурные катушки индуктивности. Используются в паре с конденсатором в колебательном контуре. Резонансная частота подбирается под частоту приема или передачи в радиосвязи. У них должна быть высокая добротность.

Вариометры. Как было сказано — это настраиваемые или переменные катушки индуктивности. Чаще всего используются в тех же колебательных контурах для точной настройки частоты резонанса.

Соленоид — так называется катушка, длина которой значительно больше диаметра. Таким образом внутри соленоида образуется равномерное магнитное поле. Чаще всего соленоиды используются для совершения механической работы — поступательного движения. Такие изделия называют еще электромагнитами.

Рассмотрим, где используются соленоиды.

Это может быть активатор замка в автомобиле, шток которого втягивается после подачи на соленоид напряжения, и звонок, и различные исполнительные электромеханические устройства типа клапанов, грузоподъёмные магниты на металлургических производствах.

В реле, контакторах и пускателях соленоид также выполняет функцию электромагнита для привода силовых контактов. Но в этом случае его чаще называют просто катушка или обмотка реле (пускателя, контактора соответственно), как выглядит, на примере малогабаритного реле вы видите ниже.

Рамочные и кольцевые антенны. Их назначение — передача радиосигнала. Используются в иммобилайзерах автомобилей, металлодетекторах и для беспроводной связи.

Индукционные нагреватели, тогда она называется индуктором, вместо сердечника помещают нагреваемое тело (обычно металл).

Основные параметры

К основным характеристикам катушки индуктивности можно отнести:

1. Индуктивность.
2. Силу тока (для подбора подходящего элемента при ремонте и проектировании это нужно учитывать).
3. Сопротивление потерь (в проводах, в сердечнике, в диэлектрике).
4. Добротность — отношение реактивного сопротивления к активному.
5. Паразитная емкость (емкость между витками, говоря простым языком).
6. Температурный коэффициент индуктивности — изменение индуктивности при нагреве или охлаждении элемента.
7. Температурный коэффициент добротности.

Маркировка

Для обозначения номинала катушки индуктивности используют буквенную или цветовую маркировку. Есть два вида буквенной маркировки.

1. Обозначение в микрогенри.
2. Обозначение набором букв и цифр. Буква r – используется вместо десятичной запятой, буква в конце обозначения обозначает допуск: D = ±0.3 нГн; J = ±5%; К = ±10%; М = ±20%.

Источник: https://ostwest.su/instrumenty/kakimi-harakteristikami-opredeljaetsja.php/

Электромагнитная катушка ЭМТ 21

Электромагнитная катушка для газовых клапанов ЭМТ 21 считается специальными соленоидами, при помощи которых можно генерировать магнитное поле, используемое для управления исполнительными механизмами. С помощью предложенного ЭМТ-магнита можно выполнять дистанционное управление газовыми клапанами, механизм которых отличается наличием поршня с принудительным подъемом.

Применение катушки ЭМТ-21

Предложенные катушки совместно с газовыми клапанами устанавливают на трубопроводы, которыми подаются в рабочую зону природный или сжиженный газ, воздух или другие неагрессивные газовые смеси. Установленный клапан с электромагнитом ЭМТ 21 будет служить запорным устройством, с помощью которого можно дистанционно управлять процессом подачи и перекрытия газовых смесей. Кроме запорного действия такая система клапана с магнитом может играть и роль предохранительных клапанных систем.

Этот тип магнитных соленоидов успешно работает в комплекте с газовыми клапанами серии ВН. Эти катушки стали хорошим аналогом магнитокатушек от производителей «Kromshroder» и «Термобрест».

Конструкционные особенности и работа катушки

Соленоид выполнен в виде цилиндра с полостью внутри. К боковой части соленоида прикреплена пластиковая термоустойчивая клеммная коробка, внутрь которой заводятся провода катушки, а на выход выводят клеммы, к которым подается напряжение. В качестве питания используется постоянный или переменный ток с напряжением от 24 до 220 В.

При подаче на клеммы рабочего напряжения по виткам соленоида проходит ток. Благодаря этому процессу происходит генерирование магнитного потока, который воздействует на поршень клапана, заставляя его перемещаться и способствуя выполнению клапаном его функционального предназначения.

Подходящие эксплуатационные условия

Предложенные магниты можно использовать в закрытых помещениях, где температурный диапазон поддерживается в пределах от -150С до +150С. Показатель относительной влажности воздуха может составлять 85% при температуре среды в 250С.

Отзывы

Источник: https://amtorg.com.ru/katushka-emt-21

Индуктивность соленоида

Соленоид —длинная, тонкая катушка, то есть катушка,длина которой намного больше, чем еёдиаметр (также в дальнейших выкладкахздесь подразумевается, что толщинаобмотки намного меньше, чем диаметркатушки). При этих условиях и безиспользования магнитного материалаплотность магнитного потока внутрикатушки является фактически постояннойи (приближенно) равна

где − магнитнаяпостоянная, −число витков, −ток и −длина катушки. Пренебрегая краевымиэффектами на концах соленоида, получим[16],что потокосцепление через катушку равноплотности потока ,умноженному на площадь поперечногосечения ичисло витков :

Отсюдаследует формула для индуктивностисоленоида (без сердечника):

Есликатушка внутри полностью заполненамагнитным материалом (сердечником), тоиндуктивность отличается намножитель  — относительнуюмагнитную проницаемость[17]сердечника:

Вслучае, когда ,можно (следует) под S пониматьплощадь сечения сердечника и пользоватьсяданной формулой даже при толстой намотке,если только полная площадь сечениякатушки не превосходит площади сечениясердечника во много раз.

Более точные формулы для соленоида конечного размера

Дляоднослойного (с очень тонкой намоткой)соленоида конечных размеров (не бесконечнодлинного) существуют более точные, хотяи более сложные формулы[18]:

где

 -количество витков,

 -радиус цилиндра,

 -длина его образующей,

,

,

 — Эллиптическиеинтегралы.

Этодает

• для 

• для 

1. Трансформатор. Энергия магнитного поля. Основы теории Максвелла. Уравнения Максвелла в интегральной форме.

1. Электрический колебательный контур. Затухающие электромагнитные колебания. Вынужденные электромагнитные колебания. Явление резонанса

Колебательныйконтур — осциллятор,представляющий собой электрическуюцепь,содержащую соединённые катушкуиндуктивности и конденсатор.В такой цепи могутвозбуждаться колебания тока (и напряжения).

Колебательныйконтур — простейшая система, в котороймогут происходить свободные электромагнитные колебания

Резонанснаячастота контураопределяется так называемой формулойТомсона:

Принцип действия

Пустьконденсатор ёмкостью C заряжендо напряжения . Энергия,запасённая в конденсаторе составляет

Присоединении конденсатора с катушкойиндуктивности, в цепи потечёт ток ,что вызовет в катушке электродвижущуюсилу (ЭДС) самоиндукции,направленную на уменьшение тока в цепи.Ток, вызванный этой ЭДС (при отсутствиипотерь в индуктивности) в начальныймомент будет равен току разрядаконденсатора, то есть результирующийток будет равен нулю. Магнитная энергиякатушки в этот (начальный) момент равнанулю.

Затемрезультирующий ток в цепи будетвозрастать, а энергия из конденсаторабудет переходить в катушку до полногоразряда конденсатора. В этот моментэлектрическая энергия конденсатора .Магнитная же энергия, сосредоточеннаяв катушке, напротив, максимальна и равна

,где  — индуктивность катушки,  —максимальное значение тока.

Послеэтого начнётся перезарядка конденсатора,то есть заряд конденсатора напряжениемдругой полярности. Перезарядка будетпроходить до тех пор, пока магнитнаяэнергия катушки не перейдёт в электрическуюэнергию конденсатора. Конденсатор, вэтом случае, снова будет заряжен донапряжения .

Врезультате в цепи возникают колебания,длительность которых будет обратнопропорциональна потерям энергии вконтуре.

Вобщем, описанные выше процессы впараллельном колебательном контуреназываются резонанстоков,что означает, чточерез индуктивность и ёмкость протекаюттоки, больше тока проходящего черезвесь контур, причем эти токи больше вопределённое число раз, котороеназывается добротностью.

Эти большие токи не покидают пределовконтура, так как они противофазны и самисебя компенсируют.

Стоит также заметить,что сопротивление параллельногоколебательного контура на резонанснойчастоте стремится к бесконечности (вотличие от последовательного колебательногоконтура, сопротивление которого нарезонансной частоте стремится к нулю),а это делает его незаменимым фильтром.

Стоитзаметить, что помимо простого колебательногоконтура, есть ещё колебательные контурыпервого, второго и третьего рода, чтоучитывают потери и имеют другиеособенности.

Вынужденнымиэлектромагнитными колебаниями называютпериодические изменения силы тока инапряжения в электрической цепи,происходящие под действием переменнойЭДС от внешнего источника. Внешнимисточником ЭДС в электрических цепяхявляются генераторы переменного тока,работающие на электростанциях.

Принципдействия генератора переменного токалегко показать при рассмотрениивращающейся рамки провода в магнитномполе.

Воднородное магнитное поле с индукциейВ помещаем прямоугольную рамку,образованную проводниками (abсd).

Пустьплоскость рамки перпендикулярна индукциимагнитного поля В и ее площадь равна S.

Магнитныйпоток в момент времени t0 =0 будет равен Ф = В*8.

Приравномерном вращении рамки вокруг осиOO1 сугловой скоростью w магнитный поток,пронизывающий рамку, будет изменятьсяс течением времени по закону:

Изменениемагнитного потока возбуждает в рамкеЭДС индукцию, равную

гдеЕ0=ВSw — амплитуда ЭДС.

Еслис помощью контактных колец и скользящихпо ним щеток соединить концы рамки сэлектрической цепью, то под действиемЭДС индукции, изменяющейся со временемпо гармоническому закону, в электрическойцепи возникнут вынужденные гармоническиеколебания силы тока — переменныйток.

Напрактике синусоидальная ЭДС возбуждаетсяне путем вращения рамки в магнитномполе, а путем вращения магнита илиэлектромагнита (ротора) внутри статора- неподвижных обмоток, навитых насердечники из магнитомягкого материала.В этих обмотках находится переменнаяЭДС, что позволяет избежать снятиянапряжения с помощью контактных колец. 

Явлениерезонансаотносится к наиболее важным с практическойточки зрения свойствам электрическихцепей. Оно заключается в том, чтоэлектрическаяцепь, имеющая реактивные элементыобладает чисто резистивным сопротивлением.

Общееусловие резонансадля любого двухполюсника можносформулировать в виде Im[Z]=0или Im[Y]=0,где Zи Yкомплексное сопротивление и проводимостьдвухполюсника. Следовательно, режимрезонанса полностью определяетсяпараметрами электрической цепи и независит от внешнего воздействия на неесо стороны источников электрическойэнергии.

Источник: https://studfile.net/preview/2030990/page:11/

Соленоидный клапан

Запорная арматура простой конструкции очень часто используется на малых предприятиях, при организации оросительных систем, в домашнем хозяйстве и садовых угодьях. Данная арматура, как правило, оснащена механическим ручным рычагом для открытия и закрытия крана. Это означает, что каждая манипуляция с водопроводной распылительной системой должна сопровождаться физическим воздействием человека на рычаг.

Однако, в современном мире, где на счету каждая минута, а быт уже давно обустроен для максимального комфорта человека с его минимальным вмешательством в работу обеспечивающих систем, данные механизмы давно получили автоматическое управление. О том, как устроены подобные автоматические системы, а также какое оборудование и комплектующие для необходимы для их реализации, поговорим далее.

Описание и принцип работы соленоидного клапана

Что такое соленоидный клапан? По своей конструкции, соленоидный клапан (solenoid valve) ничем не отличается от простого клапана стандартной запорной арматуры. Соленоидный в данном случае означает «электрический». Единственное отличие состоит в способе управления ним – оно реализуется в автоматическом режиме и предполагает удаленное воздействие на запорное устройство.

Обычно, современные системы орошения или распыления, используемые в быту, а также в производственных масштабах, имеют удаленный пульт управления. Это означает, что оператору больше не нужно каждый раз подходить и вручную откручивать рычаг механизма.

Достаточно только нажать кнопку на пульте и кран автоматически откроется или закроется для поступления в систему воды. Отдельным преимуществом соленоидных клапанов выступает то, что их можно устанавливать на таймер.

То есть, оросительная система может быть заранее запрограммирована на срабатывание в определенный момент времени, после чего клапан перекроет подачу жидкости в систему.

Очень часто соленоидный клапан называют еще электромагнитным клапаном. Такая терминология объясняется принципом работы и автоматическим управлением системы, включающей в себя запорную арматуру. Манипуляции с клапаном производятся при помощи подачи электрических импульсов. В зависимости от особенностей конструкции, напряжения питания, положения запорного механизма, принципа действия, материала изготовления мембраны и уплотнений, электромагнитные клапаны классифицируют на несколько видов.

Конструкция соленоидного клапана

Как и любой элемент запорной арматуры, соленоидный клапан помещен в корпус. Прочный металлический корпус изделия производится из чугуна или латуни. Современные запорные элементы также не редко комплектуются корпусом, выполненным из высокопрочных полимеров. В качестве такого материала может выступать нейлон, эколон (экологически чистый, современный полимер) и традиционный полипропилен. Из таких же материалов производят и крышки клапанов.

Кроме корпуса в составе соленоидного клапана присутствуют следующие комплектующие:

• катушка;
• штекер;
• шток;
• пружина;
• плунжер;
• крепеж;
• мембрана.

Основным двигательным элементом клапана выступает мембрана, сконструированная в виде поршня. Соленоидная катушка выступает в качестве основного устройства, на базе которого реализовано автоматическое управление запорного элемента. Электромагнитными клапаны называют по той причине, что плунжеры и штоки, присутствующие в их конструкции, производятся из магнитных материалов.

Следует отметить, что сама катушка также имеет свой собственный корпус. Обмотка изготавливается из электротехнической меди с эмалированным покрытием. Защитный верхний слой катушки, обычно, имеет пылезащитное напыление, а сама она выполняется в герметичном исполнении.

Таким образом, уплотнительные детали в составе прочного металлического корпуса способны выдержать высокое давление рабочих сред.

Именно поэтому соленоидные клапаны от известных и надежных производителей пользуются широкой популярностью для применения не только в водных трубопроводных системах, но и для систем, в которых перекачиваются другие среды с высоким рабочим давлением.

Классификация электромагнитных клапанов

Первая и самая распространенная классификация электромагнитных клапанов делит их в зависимости от количества и пропорций ходов. По этому критерию клапаны соленоидные разделяют на:

• запорные (2/2 ходовых);
• распределяющие (3/2 ходовых);
• переключающие (2/3 ходовых).

По основному положению запорного механизма, электромагнитные клапаны классифицируют на:

• нормально открытые (НО);
• нормально закрытые (НЗ);
• бистабильные (БС).

Наиболее широкое распространение получили именно бистабильные клапаны. Этот вид электромагнитных клапанов управляется посредством электрического импульса, передаваемого с удаленного пульта управления. Импульс регулирует положение клапана в системе (открытое или закрытое).

Следующая классификация разделяет изделия по типу материала, из которого изготовлены уплотнители и мембрана. К таким материалам относят:

• FKM;
• EPDM;
• NBR;
• TEFLON;
• PTFE;
• VMQ и другие.

Все перечисленные материалы относятся к группе эластичных полимеров, изготовленных по специальной технологии с уникальным химическим составом. Более совершенные полимерные сплавы содержат в своем составе силикон и резину. Материалы отличаются прочностью и могут выдерживать максимальную температуру рабочей среды от минус 40 до плюс 250 градусов Цельсия.

По напряжению питания, клапаны соленоидного типа разделяют на:

• клапаны переменного тока AC (24, 110 или 220 Вольт);
• клапаны постоянного тока AD (12 или 24 Вольт).

Все клапаны по напряжению питания имеют допуск плюс минус 10%. Современный класс защиты запорной арматуры соответствует стандарту IP65.

Самая обширная классификация соленоидных клапанов относится к принципу действия трубопроводной арматуры. По данному параметру, клапаны делят на:

• клапаны прямого действия;
• клапаны непрямого действия (или пилотные).

Клапаны прямого действия применяются в средах с полным отсутствием давления или при минимальных его значениях. Они применяются, в основном, в бытовых трубопроводах, сливных, накопительных ресиверах.

Клапаны непрямого или пилотного действия оснащены «пилотным элементом», который срабатывает автоматически при минимальных различиях в давлении рабочих сред на входе и выходе. Это означает, что помимо электромагнитного импульса для открытия и закрытия клапана также необходимо соблюдение условия хотя бы минимального перепада давления.

Сферы применения соленоидных клапанов

Благодаря своим высоким техническим характеристикам, соленоидные клапаны от современных производителей могут применяться практически в любой трубопроводной системе. Основные рабочие среды, подходящие для использования подобной арматуры — это вода и газ. Повсюду, где требуется удаленно переключать подачу содержимого, используют клапаны электромагнитного действия.

Основные сферы применения соленоидных клапанов можно перечислить в следующем списке:

• канализация – установленный на таймер клапан отлично справится с организацией четкого режима работы водопроводной системы общественного пользования. Например, вода может поступать в течение двух часов, в соответствии с установленным графиком использования общего душа, после чего система прекратит работу в автоматическом режиме;
• кухня – промышленные кухонные установки (печи, посудомоечные машины, кофейные аппараты, комбайны) могут также работать в автоматическом режиме с подачей жидкости в четко установленные часы работы или регулироваться оператором удаленно;
• орошение – регулярный полив садовых и хозяйственных угодий, полей, клумб при установленном соленоидном клапане в системе может происходить полностью автоматически, причем с соблюдение необходимого графика работы;
• дозирование – промышленные пищевые, фармацевтические, химические установки на производстве, а также на мелких предприятиях, могут автоматически осуществлять дозированную подачу воды для изготовления продуктов (товаров);
• отопление – специальные расширительные системы также используют клапаны электромагнитного типа для автоматического пополнения объемов воды, которая испаряется при высоких температурных отметках;
• котловые агрегаты – установленные на производстве котлы с постоянным расходом воды для изготовления различной продукции, подключаются к трубопроводу с соленоидным клапаном;
• мойка – системы очищения в самом широком спектре (стиральные машины, автомобильные мойки) повсеместно используют соленоидные клапаны автоматического действия.

Как видим, области применения соленоидных клапанов очень обширны. Можно с уверенностью говорить о том, что вся современная промышленность использует различные по классификации клапаны электромагнитной конструкции с удобным автоматическим управлением.

Преимущества выбора соленоидного клапана

Основные технические характеристики того или иного клапана соленоидной конструкции зависят от его типа, производителя и конкретной модели. Общая характеристика клапанов скорее перечисляет преимущества их использования:

• возможность установки в рабочих средах с полным отсутствием давления;
• широкий выбор материалов производства;
• высокая степень износостойкости – соленоидные клапаны отличаются долговечной работой;
• различное напряжение катушек с широким спектром силы подаваемого токового импульса (12-400 Вольт);
• возможность выбора клапана с различным количеством ходов (основные двухходовые и трехходовые версии);
• богатый выбор подсоединительных элементов для клапанов (фланцевые крепления с размерными параметрами от ¼ до 4 G;
• удобное и практичное управление в автоматическом режиме;
• относительно простая установка и малые монтажные затраты;
• возможность программирования системы, оснащенной таким клапаном, по заданному графику (таймер).

Правильность выбора клапана соленоидного типа для установки в различных трубопроводных системах основывается на грамотном подборе материала изготовления мембраны (пружинного поршневого механизма) и уплотнений.

Для начала, стоит обратить внимание на рабочую среду трубопровода, в котором будет установлен электромагнитный клапан:

• структура рабочей среды (вода, газ);
• температура нагрева/охлаждения;
• присутствие/отсутствие давления в рабочей среде;
• среднее значение давления (при его наличии).

Наименее прочными материалами для изготовления соленоидных катушек выступают FKM, EPDM. К примеру, температурные ограничения материала FKM соответствуют значению в 60 градусов Цельсия. То есть, данный материал пригоден для катушек в составе клапанов, устанавливаемых в системах холодного водного снабжения.

Для общих систем водоснабжения доступны материалы FKM, EPDM и NBR. Из данной группы самым устойчивым, как к температурным отметкам, так и к рабочему давлению среды, является EPDM.

Катушка из такого материала будет продолжительно и бесперебойно работать в нормальном режиме даже при подаче воды с температурой нагрева до 140 градусов Цельсия.

Если речь идет о рабочей среде трубопровода, представляющую собой маслянистые материалы или воздух (газ), то специалисты рекомендуют остановить свой выбор на более прочных, современных материалах, таких как TEFLON, PTFE, VMQ.

Хотя, при не слишком высоких температурных отметках вполне может подойти и менее дорогие клапаны с катушками из NBR.

К слову, отличный материал PTFE широко применяется в клапанах для использования с нагретым паром (до 185 градусов), а также при высоком давлении рабочей среды до 40 бар.

В заключение отметим, что соленоидный клапан в современной комплектации от проверенных производителей относится к многофункциональной, надежной трубопроводной арматуре. Долговечность работы данного механизма с высокой степенью надежности просто впечатляет.

Так, гарантированная длительность бесперебойной работы клапана с соленоидной катушкой составляет 1 млн. включений! Быстрое реагирование на автоматическое управление (в пределах 500 миллисекунд) гарантирует его практичность и удобство в использовании.

Возможность дистанционного, а также программного управления клапанами с таймингом делает их незаменимыми в современном мире.

Источник: https://www.techmarcet.ru/informatsiya/stati/solenoidnyjj-klapan

Соединение катушек — Основы электроники

Суммарная индуктивность двух или нескольких катушек, соединенных последовательно и расположенных на таком расстоянии друг от друга, что магнитное поле одной катушки не пересекает витков другой (рисунок 1), равна сумме их индуктивностей.

Рисунок 1. Последовательное соединение катушект индуктивности.

Цепь, изображенная на рисунке 1, обладает общей индуктивностью L, которая выражается так:

где L1, L2 и L3 — индуктивности отдельных катушек.

Параллельное соединение катушек индуктивности

Индуктивность цепи, составленной из тех же катушек при параллельном их соединении (рисунок 2) и при соблюдении того же усло­вия относительно их расположения (отсутствие магнитного взаимодействия), подсчитывается по следующей формуле:

Рисунок 2. Параллельное соединение катушек индуктивности.

Индуктивность двух катушек, соединенных параллельно, определяется по следующей формуле:

Как видим, формулы для подсчета результирующих индуктивностей катушек, соединенных последовательно или парал­лельно и не взаимодействующих между собой, совершенно тождественны с формулами для подсчета омического сопро­тивления цепи при последовательном и параллельном соеди­нении резисторов.

Соединение катушек при наличии взаимного влияния их магнитных полей

Если катушки, включенные в цепь последовательно, распо­ложены близко друг к другу, т. е. так, что часть магнитного потока одной катушки пронизывает витки другой, т. е. между катушками существует индуктивная связь (рисунок 3а), то для определения их общей индуктивности приведенная выше фор­мула будет уже непригодна. При таком расположении катушек могут быть два случая, а именно:

1. Магнитные потоки обеих катушек имеют одинаковые на­правления
2. Магнитные потоки обеих катушек направлены навстречу друг другу

Тот или другой случай будет иметь место в зависимости от направления витков обмотки катушек и от направлений то­ков в них.

Рисунок 3. Соединение катушек индуктивности: а)суммарная индуктивность увеличивается за счет взаимной индукции б)суммарная индуктивность уменьшается за счет взаимной индукции.

Если обе катушки намотаны в одну сторону и токи в них текут в одном направлении, то это будет соответство­вать первому случаю; если же токи текут в противоположных направлениях (рисунок 3б), то будет иметь место второй случай.

Разберем первый случай, когда магнитные потоки направ­лены в одну сторону. Очевидно, при этих условиях витки каж­дой катушки будут пронизываться своим потоком и частью потока другой катушки, т. е.

магнитные потоки в той и в дру­гой катушке будут больше по сравнению с тем случаем, когда между катушками нет индуктивной связи. Увеличение магнитного потока, пронизывающего витки той или иной катушки, равносильно увеличению ее индуктивности.

Поэтому общая индуктивность цепи в рассматриваемом случае будет больше суммы индуктивностей отдельных катушек, из которых состав­лена цепь.

Рассуждая таким же образом, мы придем к выводу, что для второго случая, когда потоки направлены навстречу друг другу, общая индуктивность цепи будет меньше суммы индуктивностей отдельных катушек.

Подсчет величины индуктивности цепи, составленной из двух соединенных последовательно катушек индуктивности L1 и L2 при наличии между ними индуктивной связи, производится по фор­муле:

В первом случае ставится знак + (плюс), а во втором слу­чае знак — (минус).

Величина М, называемая коэффициентом взаим­ной индукции, представляет собой добавочную индук­тивность, обусловленную частью магнитного потока, общей для обеих катушек.

На явлении взаимоиндукции основано устройство варио­метров. Вариометр состоит из двух катушек, общая индуктив­ность которых может, по желанию, плавно изменяться в некоторых пределах. В радиотехнике вариометры применяются для настройки колебательных контуров приемников и передат­чиков.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Источник: http://www.sxemotehnika.ru/soedinenie-katushek.html