Катушки индуктивности – это радиоэлементы, предназначенные для образования на участке электрической цепи определенного значения индуктивности (при относительно малой емкости и малом омическом (активном) сопротивлении).
Наибольшее применение находят катушки с постоянной индуктивностью, а также катушки, индуктивность которых можно плавно изменять в небольших (менее 20%) пределах – для подстройки. Катушки переменной индуктивности (вариометры) используются значительно реже.
Основными типами катушек индуктивности являются:
1. Контурные, т.е. катушки, входящие в состав колебательных контуров генераторов, резонансных усилителей и других узлов РЭА, содержащих колебательные системы.
2. Дроссели, т.е. катушки, обладающие большим индуктивным сопротивлением на частотах выше определенного значения.
3. Катушки связи, предназначенные для передачи электромагнитнойэнергии из одних электрических цепей в другие.
Свойства катушек могут быть охарактеризованы следующими параметрами:
Индуктивность катушки ( L) характеризует величину запасаемой энергии магнитного поля при протекании через проводник электрического тока.
Единица, которой измеряется индуктивность, называется генри (Гн). Она названа в честь американского физика Джозефа Генри (1797-1878).
Генри — это такая индуктивность, которая требуется для индуцирования электродвижущей силы (э.д.с.) в 1 вольт при изменении тока в проводнике со скоростью 1 ампер в секунду. Генри — большая единица, значительно чаще используются миллигенри (мГн) и микрогенри (мкГн).
Индуктивность катушки индуктивности определяется линейными размерами катушки, числом витков обмотки, формы и материала сердечника (магнитная проницаемость).
Технологический разброс в процентах от номинальной индуктивности составляет: в многослойных катушках 5…10%; в катушках со сплошной однослойной намоткой 3…5%; с однослойной намоткой с шагом на нарезном каркасе 1…3%; с осажденной намоткой 0,5…1%.
Катушка индуктивности, включенная в цепь переменного тока, вносит так называемое индуктивное сопротивление. Индуктивное сопротивление (обозначается XL) возникает в результате появления ЭДС самоиндукции, направленной против приложенного переменного напряжения и равно XL = ωL = 2π f L,
где f – частота переменного тока в герцах;
L - коэффициент индуктивности катушки в генри.
Индуктивное сопротивление зависит только от от величин L и f.
Ток в цепи с чисто индуктивным сопротивлением отстает от приложенного напряжения на четверть периода (90о) или напряжение опережает ток на 90о. Другими словами, сдвиг фаз между током и приложенным напряжением равен 90о .