Добротность катушки (QL). Этот параметр характеризует активные потери в катушке и определяется как отношение реактивного (индуктивного) сопротивления (ХL) катушки на данной частоте к активному сопротивлению (r) потерь на той же частоте. Добротность определяется по формуле:
QL = ,
где f – частота, Гц; L – индуктивность, Гн.
Добротность катушки определяет резонансные свойства и КПД контура. Увеличение добротности катушек достигается:
а) увеличением диаметра намотки (при этом индуктивность возрастает значительно быстрее, чем сопротивление);
б) применением провода, состоящего из множества изолированных жил (литцендрат). В таком проводе гораздо меньше проявляется поверхностный эффект – увеличение активного сопротивления с ростом частоты;
в) уменьшением активных потерь в сердечнике и каркасе за счет применения высококачественных материалов.
Практически добротность катушек составляет 50…400, а при использовании сердечников из ферритов – 1000 и более.
Частотный диапазон ограничен собственной междувитковой емкостью катушки, которая обусловлена распределенной емкостью между отдельными витками и является паразитным параметром, понижает добротность, уменьшает стабильность настройки контуров, приводит к увеличению потерь энергии и зависит от технологии изготовления катушки, ее конструкции, габаритов и вида намотки.
Для работы на высоких частотах слбственная емкость должна быть очень малой. Уменьшение емкости достигается применением однослойных обмоток, увеличением расстояния между соседними витками. Следует иметь в виду, что магнитные сердечники, а также экраны увеличивают собственную емкость катушек.
Стабильность катушки характеризуется степенью изменения ее параметров в условиях эксплуатации. Причина нестабильности – изменение геометрических размеров катушки, емкости и магнитной проницаемости сердечника. Основными дестабилизирующими факторами принято считать температуру и влажность.
Температурный дрейф индуктивности принято оценивать температурным коэффициентом индуктивности (ТКИ), который представляет собой величину относительного изменения индуктивности катушки при изменении температуры на 1 оС.
2 Классификация катушек индуктивности
Катушки индуктивности классифицируются по типу намотки (рис. 3, а –ж), способу подстройки индуктивности (рис. 4 и 5), виду защиты (экранированные, неэкранированные).
Рисунок 3
Типы намоток катушек индуктивности:
однослойная сплошная (а) и с шагом (б); многослойная (в);
тороидальная с каркасом кругового (г) и прямоугольного (д) сечения;
плоская печатная со спиральной намоткой с круглыми (е) н квадратными (ж) витками
Рисунок 4
Способы подстройки катушек индуктивности без сердечника:
изменением шага намотка (а);
подбором взаимоиндукции между секциями (б); изменением числа витков (в).