Что такое катушка индуктивности и для чего она нужна

Схема устройства катушек

Его каталожный номер
При включенном выключателе 5 и неработающем двигателе транзистор VT1 К. В катушках с замкнутой магнитной цепью основную часть пути магнитный поток проходит через стальной магнитопровод и только лишь незначительную часть пути — через воздушные зазоры величиной порядка нескольких десятых миллиметра каждый.
Некоторые катушки продолжают работать даже при обрыве вторичной обмотки, при этом при дросселировании наблюдаются пропуски искрообразования

Дополнительный резистор Напряжение дуги остаётся почти постоянным до тех пор, пока запас энергии не станет меньше некоторой минимальной величины.
Особое внимание, стоит обратить на выбор изделия, поскольку от этого будет зависеть то, насколько хорошо будет работать двигатель и система зажигания. ТБ закрыт, так как его база и эмиттер имеют одинаковый потенциал.
Транзисторный коммутатор Транзисторный коммутатор предназначен для коммутации размыкания и замыкания первичной цепи системы зажигания в соответствии с поступающими к нему сигналами от датчика распределителя рисунок Для установки зажигания на статоре и роторе нанесены метки 20, которые совмещаются при положении поршня первого цилиндра двигателя в ВМТ конца такта сжатия


Как искрообразование реализовано на практике: К первичной обмотке после включения зажигания подводится напряжение 12 В от аккумулятора. Принцип работы как у двухвыводной, только используются подобные на 6 цилиндровых двигателях. Если вы не знаете, какие провода потом подключать к какому именно разъему, то лучше сразу запомнить или как-нибудь пометить их, чтобы потом при установке подсоединить их правильно. Конструкция с одним выводом не является единственно возможной, существуют и другие варианты. Ставим тестер в режим измерения сопротивления и измеряем его на высоковольтных выводах крышки модуля.

Общее устройство катушки зажигания с тремя выводными клеммами. Поэтому многие катушки зажигания выполняются с наружной первичной обмоткой. Для проверки модуля вторым способом нам пригодится только мультиметр, далее следуйте пошаговой инструкции: Проверяем питание и наличие импульсов, подаваемых с ЭБУ. Как правило, проблема состоит в системе зажигания, точнее, в сбое какого-то элемента этой системы.

Как проверить катушку зажигания ВАЗ В случае неисправности катушки зажигания двигатель не пускается. Поэтому необходимость в модуле зажигания отпала.
Правильное подключение катушки зажигания и не только.

Правильное подключение катушки зажигания и не только.

Правильное подключение катушки зажигания и не только.

Полезные советы

Даже у самых бывалых и искушенных рыбаков когда-то был их первый выход на рыбалку, к которому они тщательно готовились. При этом для спиннингиста одним из ключевых моментов является правильная намотка лески или же шнура на катушку

Именно этому этапу настоятельно рекомендуется уделить соответствующее внимание. Прежде всего, необходимо акцентировать внимание на существовании нескольких разновидностей, представленных на рынке катушек

Важно помнить, что этот момент является одним из определяющих при выборе способа намотки лески и шнура. Речь идет о следующих вариантах:

  • инерционные катушки, в которых замена шпули не предусмотрена;
  • безынерционки, пользующиеся на сегодняшний день рекордной популярностью и являющиеся наиболее распространенным типом; они отличаются возможностью перестановки шпуль, что существенно упрощает намотку, в частности, бэкинга;
  • мультипликаторные модели, в которых также не предусмотрена замена основного конструкционного элемента.

Несложно сделать вывод, что самым простым вариантом являются именно безынерционные катушки для спиннингов и других типов удилищ. Две другие категории изделий имеют свои особенности, требует соответствующего подхода при оснащении

В ситуации с инерционными моделями при намотке лески или плетенки рекомендуется обращать внимание на следующие важные моменты:

в большинстве случаев емкость устройства составляет в среднем 100 метров;

при наличии пропускных колец на удилище, независимо от его разновидности, намотка осуществляется при собранном удилище;

после раскладки спиннинга лесочное волокно или плетеный шнур пропускают через все кольца, начиная с самого маленького диаметра; важно убедиться, что при этом дужка, отвечающая за укладку волокна, отогнута, затем необходимо будет закрепить леску на катушке посредством узла или же специального стопора; следующий шаг – это медленная намотка нескольких витков в ручном режиме, после чего необходимо будет прокрутить рычаг катушки;

грамотная форма профиля намотки предусматривает расположение волокна по принципу обычной катушки с нитками; речь в данном случае, помимо всего прочего, ведется о максимальной плотности витков при отсутствии каких-либо зазоров.

При использовании мультипликаторных катушек следует учесть их главную особенность. Дело в том, что такие устройства предназначены для намотки лесок и плетенок определенного диаметрального сечения. То есть, каждая модель рассчитана на конкретный диаметр. Оснащение и подготовка к эксплуатации безынерционных катушек для спиннинга и других удилищ выполняются с учетом следующих особенностей:

диаметры используемых шнура и монолески должны соответствовать параметрам, указанным на самой катушке, в противном случае могут возникнуть проблемы при намотке;
в каждом случае форма профиля намотки определяется диаметром используемого волокна, а также не стоит забывать и о бэкинге;
особое внимание настоятельно рекомендуется уделять паспортным данным катушки, которые вносятся в документы производителем;
намотка на шпулю безынерционки должна проводиться с максимальной плотностью прилегания витков или же крест-накрест.

Помимо описанных нюансов оснащения существующих на данный момент типов спиннинговых катушек, необходимо акцентироваться на нескольких общих рекомендациях. Учитывая следующие важные моменты, можно существенно облегчить процесс намотки:

в случае с современными моделями мультипликаторов объем наматываемого волокна удобно определять, пользуясь интегрированным счетчиком; если данный прибор отсутствует или же установлена катушка другой разновидности, то альтернативой будет нанесение меток с шагом в несколько метров непосредственно на самой леске или плетенке;
залогом качественной намотки является отсутствие большой так называемой узелковой формы;

при наматывании волокна нельзя ослаблять натяжку, которая на протяжении всего процесса должна оставаться одинаковой;
особое внимание следует уделить расположению первого витка, от которого будет зависеть дальнейшее распределение лески;
допустимо применение так называемого трапециевидного профиля, при котором будет актуален принцип обратного конуса.

Помимо всего уже изложенного, стоит акцентироваться на финансовой стороне вопроса. Как показывает практика, чаще всего приобретение дешевых катушек и лески оказывается неоправданным. В итоге настоящей экономией средств оказывается выбор в пользу более качественных изделий и материалов для оснастки.

О том, как намотать леску, смотрите далее.

Рукоять

Большинство моделей безынерционных катушек оснащены кнопочной системой складывания рукояти, позволяющей ее быстро складывать легким нажатием на кнопку, и винтовым механизмом для снятия или перестановки рукояти на другую сторону катушки (фото 4). Для этих целей на БК имеется головка винтового механизма, размещенная с противоположной стороны рукояти, позволяющая без особых усилий управлять винтом.

В катушках скоростных моделей применяют двойную рукоять или дополняют ее компенсатором (фото 5), для предотвращения вибрации, связанной с дисбалансом рукояти.

На некоторых моделях безынерционных катушек отсутствует кнопочная система складывания рукояти, а обе функции (складывание и перестановку рукояти) выполняют с помощью одного винтового механизма, при использовании которого:

для складывания рукояти сначала ослабляют винт, раскрывают или закрывают рукоять, затем затягивают его, фиксируя рукоядку в нужном положении;

для перестановки рукояти катушки винт выкручивают  полностью, переставляют ручку на другую сторону корпуса, затем вставляют винт в отверстие многогранника и закручивают его до упора.

Укладка лески на шпулю

Укладка лески в БК осуществляется лесоукладывателем, вращающимся вокруг шпули и механизмом подачи шпули, преобразующим вращательное движение рукояти в возвратно — поступательное движение шпули.

Полный цикл движения шпули «вперед — назад» соответствует двум оборотам рукояти, при котором в первую половину цикла («вперед») леска укладывается по спирали в одну сторону, а во вторую («назад») — следующий слой спирали ложиться крест на крест по верх первого, в противоположном направлении. В безынерционных катушках чаще всего используются два типа механизма подачи шпули. Это механизм с червячной или кривошипно — шатунной передачей:1. червячная передача называемая «бесконечным винтом» — кинематическая точность червячной пары способствует более равномерной подаче шпули, тем самым повышая качество намотки лески.

2. кривошипно — шатунная передача с использованием кулисы называемая «локомотивной» — некоторые особенности механизма, не всегда позволяют добиться нужного качества укладки лески.

Вращательное движение лесоукладывателя и возвратно — поступательное движение шпули, согласованы между собой механизмом катушки. Единицей согласования служит шаг подачи шпули — длина ее перемещения за один полный оборот ротора (виток), часто называемая «шагом укладки лески». Шаг укладки влияет на расстояние между соседними витками слоя намотки, а следовательно и на ее плотность и форму.

Постоянный на протяжении всего цикла «вперед — назад» шаг подачи, обеспечивает прямую — цилиндрическую укладку лески. Изменение шага во время цикла подачи, позволяет получить форму (фигуру) намотки лески отличную от прямой.На рисунке изображены три типа формы укладки лески на цилиндрическую шпулю:

  • стандартная цилиндрическая, она же — прямая укладка,
  • укладка прямым конусом,
  • укладка обратным конусом.

-прямая (цилиндрическая уклада)  — имеет постоянный шаг укладки, позволяет получить прямой профиль (форму) намотки, не исключающий самопроизвольный сход лески, факт не мешающий катушке с данным типом укладки считаться самой распространенной и универсальной, с которой можно получить все три типа формы намотки, используя шпули разной конфигурации. Не стоит путать конфигурацию шпули с типом укладки лески, в одном случае — геометрическая форма шпули, в другом —  форма укладываемой на нее лески.

-укладка прямым конусом — имеет шаг укладки увеличивающийся по направлению к бортику шпули, позволяет получить конусный профиль намотки лески. Обеспечивает самый дальний заброс, при этом увеличивается вероятность самопроизвольного схода лески.

-укладка обратным конусом — имеет шаг уменьшающийся по направлению к бортику, позволяет получить обратно-конусный профиль намотки лески. Полностью исключает самопроизвольный сход лески, но при этом сокращается дальность заброса приманки.

Во избежание схода «бород», необходимо не доматывать леску до края бортика, оставляя 1.5 — 2.0 мм

Важное требование к безынерционной катушке, независимо от типа укладки и механизма подачи, это качество намотки лески — она должна ложится равномерно по всей поверхности шпули, исключая волнообразные неровности, бугры и провалы

Применение катушек индуктивности

Балластный дроссель. Конструкция, применяющаяся в качестве реактивного сопротивления для разрядных ламп на частоте 50 — 60 Гц. В связи с заметной зависимостью сопротивления дросселя от режима работы и от частотного спектра тока сопротивление дросселя определяется как отношение напряжения к току при замкнутой лампе и токе через дроссель, равный рабочему току лампы. В электронном пуско-регулирующем аппарате для люминесцентной лампы, работающем на частоте 20 — 50 кГц, дроссель изготавливается на ферритовом сердечнике и имеет существенно меньшие размеры.

  • Катушки индуктивности (совместно с конденсаторами и/или резисторами) используются для построения различных цепей с частотно-зависимыми свойствами, в частности, фильтров, цепей обратной связи, колебательных контуров и т. п.
  • Катушки индуктивности используются в как элемент, накапливающий энергию и преобразующий уровни напряжения.
  • Две и более индуктивно связанные катушки образуют трансформатор.
  • Катушка индуктивности, периодически подключаемая через транзисторный ключ к источнику низкого напряжения, иногда применяется в качестве источника высокого напряжения небольшой мощности в слаботочных схемах, когда создание отдельного высокого питающего напряжения в блоке питания невозможно или экономически нецелесообразно. В этом случае на катушке из-за самоиндукции возникают выбросы высокого напряжения, которые после выпрямления диодом и сглаживания конденсатором преобразуются в постоянное напряжение.
  • Катушки используются также в качестве электромагнитов — исполнительных механизмов.
  • Катушки применяются в качестве источника энергии для нагрева индуктивно-связанной плазмы, а также её диагностики.
  • Для радиосвязи — приёма электромагнитных волн, редко — для излучения:
    • Ферритовая антенна;
    • Рамочная антенна, кольцевая антенна;
    • Directional Discontinuity Ring Radiator (DDRR);
    • Индукционная петля.
  • Для разогрева электропроводящих материалов в индукционных печах.
  • Как датчик перемещения: изменение индуктивности катушки может изменяться в широких пределах при перемещении ферромагнитного сердечника относительно обмотки.
  • Катушка индуктивности используется в индукционных датчиках магнитного поля в индукционных магнитометрах
  • Для создания магнитных полей в ускорителях элементарных частиц, магнитного удержания плазмы, в научных экспериментах, в ядерно-магнитной томографии. Мощные стационарные магнитные поля, как правило, создаются сверхпроводящими катушками.
  • Для накопления энергии.

Внешний вид

В системах зажигания с вариатором причиной является низкая надежность последнего. А насчет пококетничать, могу привести пример из жизни.

И вот приставьте себе такую картину ГАЗ ну скажем после года выпуска там конечно же зажигание без добавочного резистора Датчик-распределитель имеет корпус, крышку, валик, датчик синусоидального напряжения, центробежный и вакуумный регуляторы, а также октан-корректор.

Обычные автопровода с центральной жилкой — паутинкой в этом смысле не лучше. Аварийный вибратор рис.

Применение контактно-транзисторных систем зажигания позволяет: получить большие выходные напряжения за счет увеличения силы тока в первичной обмотке и уменьшить электрическую нагрузку контактов прерывателя; увеличить зазор между электродами свечей до О,85…1,0 мм, что дает возможность работать на обедненных рабочих смесях и за счет этого уменьшить токсичность выхлопных газов; облегчить пуск и увеличить надежность работы двигателя на малых и больших частотах вращения; увеличить долговечность контактов прерывателя; уменьшить средние эксплуатационные расходы топлива. Мощное зажигание за небольшие деньги Электрика Как известно, стандартное контактное зажигание Уралов и Днепров мало кого устраивает.

Читайте дополнительно: Выключатель двухклавишный

Новые записи в блогах

Заменить коммутатор Естественно, искра таких катушек в два раза слабее «оригинальной» катушки. Снимите с датчика-распределителя пластмассовую крышку. АКБ; 9.

Распределение по цилиндрам идет в порядке Проверить его можно подключив к нему лампочку, которая загорится при включении зажигания. Пришлось крутить «ручкой» — «таскать» желающих не нашлось. В момент размыкания контактов исчезающее магнитное поле первичной обмотки трансформатора ИТ пронизывает нитки вторичной обмотки ИТ и индуктирует в них ЭДС, которая создает на эмиттерном переходе транзистора обратное отрицательное напряжение, способствующее быстрейшему запиранию транзистора. При полном отсутствии детонации необходимо увеличить угол опережения зажигания поворотом корпуса датчика-распределителя по часовой стрелке.

ЗИЛ 130, ЗИЛ 131,ГАЗ 3307, ГАЗ 3102, ГАЗ 3110, ГАЗ 53, МАЗ 500, Т 25, Т40, Иж планета, Иж юпитер

Заменить коммутатор В случае импульсных повышений напряжения конденсатор С2, заряжаясь, предотвращает перенапряжение транзистора и протекание через него большого разрушающего тока.

В то время как автомобильное зажигание работает со свечным зазором 0,,0мм, потому как в этой системе большее пробивное напряжение. Техническое обслуживание Проверьте затяжку гаек низковольтного разъема датчика-распределителя, крепление соединительных проводов.
Зажигание ЗиЛ 4331 часть 2

Зажигание ЗиЛ 4331 часть 2

Зажигание ЗиЛ 4331 часть 2

Терминология

При использовании для подавления помех, сглаживания пульсаций электрического тока, изоляции (развязки) по высокой частоте разных частей схемы и накопления энергии в магнитном поле сердечника часто называют дросселем, а иногда реактором.

В силовой электротехнике (для ограничения тока при, например, коротком замыкании ЛЭП) называют реактором.

Цилиндрическую катушку индуктивности, длина которой намного превышает диаметр, называют соленоидом, магнитное поле внутри длинного соленоида однородно. Кроме того, зачастую соленоидом называют устройство, выполняющее механическую работу за счёт магнитного поля при втягивании ферромагнитного сердечника, или электромагнитом. В электромагнитных реле называют обмоткой реле, реже — электромагнитом.

Нагревательный индуктор — специальная катушка индуктивности, рабочий орган установок индукционного нагрева.

При использовании для накопления энергии (например, в схеме импульсного стабилизатора напряжения) называют индукционным накопителем или накопительным дросселем.

Признаки неисправности

Неисправная деталь приводит к появлению следующих «симптомов»:

  • нестабильность в работе мотора (иногда может проявляться только на определенных оборотах);
  • перегрев детали;
  • обратный выхлоп;
  • резкое увеличение расхода ГСМ во время передвижения на транспортном средстве;
  • пропуски зажигания при включении двигателя, которые сопровождаются характерным «кашлем» при попутках запустить мотор;
  • самопроизвольная остановка мотора;
  • рывки во время езды;
  • нестабильная работа на холостом ходу;
  • проблемы с запуском мотора;
  • существенное падение мощности при резком нажатии на акселератор.

Иногда при поломке на приборной панели машины может загореться лампочка Check Engine.

Трансформатор Тесла: принцип действия

Не было бы трансформаторов катушек индуктивности в роли первичной и вторичной обмоток — не было бы ни передачи, ни распределения электроэнергии. Для соединения используется последовательное подключение. Тем не менее, вот вам снова применение катушки индуктивности, главного ее свойства. На втором этапе колебания высокой частоты генерируются в первичном контуре.
Для постоянного тока катушка не является сопротивлением, разве что сопротивление ее провода выступает активным сопротивлением, а вот для тока переменного, да высокочастотного коим являются например коммутационные помехи — катушка станет препятствием.
Эти варианты очень удобны тем, что в них в качестве реактивных элементов применяются конденсаторы, электропотери которых очень малы и могут не учитываться в расчетах. То есть можно получить нужную индуктивность не увеличением числа витков, что ведёт к увеличению сопротивления, а использовать катушку с меньшим числом витков, но использовать ферритовый сердечник.
Давайте рассмотрим, какие бывают катушки индуктивности и их сферу применения.
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. В данном случае катушка индуктивности работает одновременно и как трансформатор, и как колебательный контур, и как приемная антенна с открытой емкостью.
Регулируя ток в обмотках, схема изменяет параметры суммарного магнитного поля всех катушек системы, в результате лучу создается определенный путь для попадания в точно рассчитанное место на экране. Их сердечник изготавливают обычно из феррита.
Фото — принцип работы Помимо этого, индуктивные каркасные и бескаркасные катушки обладают свойством самоиндукции, его расчет производится исходя из данных номинальной сети. И так далее.
Подключение автомобильный катушки зажигания

Подключение автомобильный катушки зажигания

Подключение автомобильный катушки зажигания

Разновидности катушек индуктивности

Контурные катушки индуктивности, используемые в радиотехнике
Эти катушки используются совместно с конденсаторами для организации резонансных контуров. Они должны иметь высокую термо- и долговременную стабильность, и добротность, требования к паразитной ёмкости обычно несущественны.
Катушки связи, или трансформаторы связи
Взаимодействующие магнитными полями пара и более катушек обычно включаются параллельно конденсаторам для организации колебательных контуров. Такие катушки применяются для обеспечения трансформаторной связи между отдельными цепями и каскадами, что позволяет разделить по постоянному току, например, цепь базы последующего усилительного каскада от коллектора предыдущего каскада и т. д. К нерезонансным разделительным трансформаторам не предъявляются жёсткие требования на добротность и точность, поэтому они выполняются из тонкого провода в виде двух обмоток небольших габаритов. Основными параметрами этих катушек являются индуктивность и коэффициент связи (коэффициент взаимоиндукции).
Вариометры
Это катушки, индуктивностью которых можно управлять (например, для перестройки частоты резонанса колебательных контуров) изменением взаимного расположения двух катушек, соединённых последовательно. Одна из катушек неподвижная (статор), другая обычно располагается внутри первой и вращается (ротор). Существуют и другие конструкции вариометров. При изменении положения ротора относительно статора изменяется степень взаимоиндукции, а следовательно, индуктивность вариометра. Такая система позволяет изменять индуктивность в 4 − 5 раз. В ферровариометрах индуктивность изменяется перемещением ферромагнитного сердечника относительно обмотки, либо изменением длины воздушного зазора замкнутого магнитопровода.
Дроссели
Это катушки индуктивности, обладающие высоким сопротивлением переменному току и малым сопротивлением постоянному. Дроссели включаются последовательно с нагрузкой для ограничения переменного тока в цепи, они часто применяются в цепях питания радиотехнических устройств в качестве фильтрующего элемента, а также в качестве балласта для включения разрядных ламп в сеть переменного напряжения. Для сетей питания с частотами 50-60 Гц выполняются на сердечниках из трансформаторной стали. На более высоких частотах также применяются сердечники из пермаллоя или феррита. Особая разновидность дросселей — помехоподавляющие ферритовые бочонки (бусины или кольца), нанизанные на отдельные провода или группы проводов (кабели) для подавления синфазных высокочастотных помех.

Сдвоенный дроссель

Сдвоенные дроссели
Это две намотанных встречно или согласованно катушки индуктивности, используются в фильтрах питания. За счёт встречной намотки и взаимной индукции более эффективны для фильтрации синфазных помех при тех же габаритах. При согласной намотке эффективны для подавления дифференциальных помех. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания; в дифференциальных сигнальных фильтрах цифровых линий, а также в звуковой технике. Предназначены как для защиты источников питания от попадания в них наведённых высокочастотных сигналов из питающей сети, так и во избежание проникновения в питающую сеть электромагнитных помех, генерируемых устройством. На низких частотах используется в фильтрах цепей питания и обычно имеет ферромагнитный сердечник (из трансформаторной стали). Для фильтрации высокочастотных помех — сердечник ферритовый.

Неисправности

Катушка зажигания – это деталь с продолжительным сроком функционирования. Несмотря на это, все же существует вероятность утрачивания токопроводящих характеристик и выхода из строя данного устройства.

  1. Чем больше времени эксплуатируется трансформатор, тем выше риск появления короткого замыкания в нем и как следствие перегрева всей детали.
  2. Продолжительная эксплуатация при температуре более 150 приводит к неремонтоспособному состоянию катушки зажигания.
  3. В случае, если аккумулятор не дает нужного питания, это также провоцирует неправильную работу трансформатора. Так как для полноценной работоспособности ей требуется электричество (минимальный коэффициент нужного напряжения должен быть не меньше 11,5 В).
  4. Поврежденный провод системы зажигания тоже может быть причиной нарушения рабочего процесса катушки зажигания.
  5. Часто механизм не генерирует напряжение из-за дефекта в изоляции. Такая неприятность может произойти, если через изношенные уплотнения в трансформатор попадет моторное масло или вода, из-за чего увеличивается сопротивление и утрачивается баланс между напряжением и сопротивлением.
  6. Индивидуальный тип устройства чувствителен к чрезмерной вибрации от головки цилиндров. Вследствие этого катушка быстро приходит в негодность.

В некоторых случаях катушка зажигания поддается ремонту. Но в домашних условиях достаточно сложно оценить степень повреждения и процент вероятности возврата ее рабочих характеристик. Поэтому рекомендуется не экономить и заменить старое устройство на новое.

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.

Катушка индуктивности в цепи постоянного тока.

Итак, в первую очередь, давайте разберемся, что же происходит в самой катушке при протекании тока. Если ток не изменяет своей величины, то катушка не оказывает на него никакого влияния. Значит ли это, что в случае постоянного тока использование катушек индуктивности и рассматривать не стоит? А вот и нет Ведь постоянный ток можно включать/выключать, и как раз в моменты переключения и происходит все самое интересное. Давайте рассмотрим цепь:

Резистор выполняет в данном случае роль нагрузки, на его месте могла бы быть, к примеру, лампа. Помимо резистора и индуктивности в цепь включены источник постоянного тока и переключатель, с помощью которого мы будем замыкать и размыкать цепь. Что же произойдет в тот момент когда мы замкнем выключатель?

Ток через катушку начнет изменяться, поскольку в предыдущий момент времени он был равен 0. Изменение тока приведет к изменению магнитного потока внутри катушки, что, в свою очередь, вызовет возникновение ЭДС (электродвижущей силы) самоиндукции, которую можно выразить следующим образом:

\varepsilon_s = -\frac{d\Phi}{dt}

Возникновение ЭДС приведет к появлению индукционного тока в катушке, который будет протекать в направлении, противоположном направлению тока источника питания. Таким образом, ЭДС самоиндукции будет препятствовать протеканию тока через катушку (индукционный ток будет компенсировать ток цепи из-за того, что их направления противоположны). А это значит, что в начальный момент времени (непосредственно после замыкания выключателя) ток через катушку I_L будет равен 0. В этот момент времени ЭДС самоиндукции максимальна. А что же произойдет дальше? Поскольку величина ЭДС прямо пропорциональна скорости изменения тока, то она будет постепенно ослабевать, а ток, соответственно, наоборот  будет возрастать. Давайте посмотрим на графики, иллюстрирующие то, что мы обсудили:

На первом графике мы видим входное напряжение цепи – изначально цепь разомкнута, а при замыкании переключателя появляется постоянное значение. На втором графике мы видим изменение величины тока через катушку индуктивности. Непосредственно после замыкания ключа ток отсутствует из-за возникновения ЭДС самоиндукции, а затем начинает плавно возрастать.

Напряжение на катушке наоборот в начальный момент времени максимально, а затем уменьшается. График напряжения на нагрузке будет по форме (но не по величине) совпадать с графиком тока через катушку (поскольку при последовательном соединении ток, протекающий через разные элементы цепи одинаковый). Таким образом, если в качестве нагрузки мы будем использовать лампу, то они загорится не сразу после замыкания переключателя, а с небольшой задержкой (в соответствии с графиком тока).

Аналогичный переходный процесс в цепи будет наблюдаться и при размыкании ключа. В катушке индуктивности возникнет ЭДС самоиндукции, но индукционный ток в случае размыкания будет направлен в том же самом направлении, что и ток в цепи, а не в противоположном, поэтому запасенная энергия катушки индуктивности пойдет на поддержание тока в цепи:

После размыкания ключа возникает ЭДС самоиндукции, которая препятствует уменьшению тока через катушку, поэтому ток достигает нулевого значения не сразу, а по истечении некоторого времени. Напряжение же в катушке по форме идентично случаю замыкания переключателя, но противоположно по знаку. Это связано с тем, что изменение тока, а соответственно и ЭДС самоиндукции в первом и втором случаях противоположны по знаку (в первом случае ток возрастает, а во втором убывает).

Кстати, я упомянул, что величина ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна скорости изменения силы тока, так вот, коэффициентом пропорциональности является ни что иное как индуктивность катушки:

\varepsilon_s = -L\medspace\frac{dI}{dt}

На этом мы заканчиваем с катушками индуктивности в цепях постоянного тока и переходим к цепям переменного тока.

Элементы

Классическая инерционная катушка имеет достаточно непростое устройство, соединяющее в себе множество небольших деталей. Также необходимо учитывать, что модели разных производителей имеют различную конструкцию, поскольку при производстве каждой катушки используются собственные разработки и ноу-хау. Однако основные узлы на всех безынерционках, как правило, одинаковы и представлены следующими элементами:

  1. корпус;
  2. ножка;
  3. привод;
  4. ротор;
  5. фрикционный тормоз;
  6. стопор обратного хода;
  7. шток шпули;
  8. дужка лесоукладывателя;
  9. ролик лесоукладывателя;
  10. зубчатое колесо;
  11. крышка корпуса;
  12. шпуля.


Внутреннее устройство безынерционной спиннинговой катушки.

Очевидно, что в данном случае рассмотрены лишь основные элементы, которые можно встретить в каждой катушке. Более того, на разных моделях устройство даже этих элементов может иметь ощутимые различия. Например, существуют конструкции как с фрикционным тормозом, расположенным впереди шпули, так и с задним фрикционом, как на изображении выше.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий