Fiecare pasionat care dorește să se ocupe de radio trebuie - la un moment dat - să înfășoare o bobină sau două, fie că este bobina de antenă a unui radio AM, o bobină pe un nucleu toroidal pentru un filtru de bandă într-un transceiver de comunicații sau o bobină centralizată pentru utilizați într-un oscilator Hartley. Înfășurarea bobinelor nu este dificilă, dar consumă mult timp. Există diferite metode de realizare a bobinelor, în funcție de zona de utilizare și inductanța necesară. Miezurile de aer sunt cele mai largi în bandă largă, dar obținerea unor inductanțe ridicate înseamnă utilizarea a multă sârmă, de asemenea, acestea nu sunt cele mai eficiente pentru câmpul magnetic care scapă din bobină - acest magnet care scapă poate provoca interferențe prin introducerea în fire din apropiere și alte bobine.
Înfășurarea unei bobine, peste o bobină feromagnetică focalizează câmpul magnetic, crescând inductanța. Raportul inductanței după și înainte ca un miez cu diametrul bobinei să fie introdus în interior se numește permeabilitate relativă (notată μ r). Diferite materiale utilizate în mod obișnuit au permeabilități relative diferite, variind de la 4000 pentru oțelul electric utilizat în transformatoarele de rețea, până la aproximativ 300 pentru feritele utilizate în transformatoarele SMPS și aproximativ 20 pentru miezurile de pulbere de fier utilizate la VHF. Fiecare material de bază trebuie utilizat numai în intervalul de frecvență specificat, în afara căruia miezul începe să prezinte pierderi mari. Miezurile toroidale, cu mai multe diafragme, potul și alte miezuri închise înglobează câmpul magnetic în interiorul miezului, sporind eficiența și reducând practic interferența la zero. Pentru a afla mai multe despre inductori și funcționarea acestuia, urmați linkul.
Inductoare cu miez de aer
Bobinele cu miez de aer sunt bune pentru bobinele cu inductanță scăzută, unde interferențele nu sunt extrem de importante. Bobinele cu o cantitate mică de rotații și sârmă relativ groasă sunt înfășurate peste un obiect cilindric, cum ar fi un burghiu sau o cutie, care este apoi îndepărtată și bobina se susține singură, uneori bobina este acoperită cu rășină pentru o stabilitate mecanică mai mare. Bobinele mai mari, cu multe rotații, sunt înfășurate în mod obișnuit pe un formator neferomagnetic, cum ar fi un tub de plastic gol sau un formator din ceramică (pentru bobine RF de mare putere) și apoi fixat pe primul cu lipici. Pentru a le înfășura mai întâi trebuie să calculați diametrul necesar al firului, deoarece are o influență mare asupra lungimii totale a bobinei.
Formula pentru diametrul firului este
(√I) * 0,6 = d, unde I este RMS sau curent continuu și d este diametrul firului.
Dacă bobinele sunt utilizate la niveluri reduse de putere, diametrul firului nu are o importanță atât de mare, 0,3 mm este bun pentru majoritatea aplicațiilor și 0,12 mm este bun pentru conserve dacă bobinele utilizate sunt în receptoare radio cu tranzistoare. Dacă bobina este utilizată în funcționarea oscilatorului, firul trebuie să fie rigid, pentru a preveni efectele de deformare, deoarece acestea pot schimba într-o oarecare măsură inductanța și pot provoca instabilitate în frecvență (conducere).
Apoi, trebuie să știți ce diametru trebuie să aibă bobina. Se recomandă ca diametrul bobinei să fie de 50% până la 80% lungimea bobinei pentru Q optim și acestea depind de cât spațiu poate ocupa bobina. Dacă bobina va fi autoportantă, puteți utiliza un șurub sau un șurub, înfășurați rotațiile din interiorul canelurilor și scoateți șurubul deșurubându-l în timp ce țineți firul bobinei, acest lucru face o bobină foarte uniformă și reproductibilă.
Mai jos este formula de inductanță pentru o bobină cilindrică
L = μ r (n 2. ᴫ 2. R 2 / l) 0.00000126
L este inductanță în henries, μ r este permeabilitatea relativă a miezului (1 pentru bobine de aer, plastic, ceramică etc.), n este numărul de rotații, π este pi, r este raza bobinei în metri (de la mijlocul stratului de cablare până la mijlocul înfășurării) sau jumătate din diametru (de la mijlocul stratului de cablare până la mijlocul până la mijlocul stratului de cablare de pe cealaltă parte), l este lungimea înfășurării în metri, iar numărul lung de pe spate este permeabilitatea spațiului liber.
O altă formulă pentru inductanță.
L = (n 2. D 2) / 18d + 40l
Această formulă este utilizată la înfășurarea unei bobine uniforme cu un singur strat, toate rotațiile fiind înfășurate îndeaproape, fără spațiu între ele. Unitățile sunt aceleași ca și cu formula de mai sus, cu excepția d care are diametrul bobinei în metri.
Un calculator foarte bun pentru bobină a fost realizat de Serge Y. Stroobandt, cu indicativul ON4AA aici.
Cum se face un inductor Air-Core
Pentru a înfășura o bobină obișnuită cu miez de aer, aveți nevoie de un formator, o sursă de sârmă, niște hârtie de șlefuit fină sau un cuțit de modelat (neprezentat) și un pic de adeziv sau bandă dublă pentru a ține firul în poziție.
După proiectarea bobinei , este timpul să o înfășurați. Dacă realizați o bobină cu miez de aer, este o idee bună să utilizați un formator de plastic pentru a-l înfășura, deoarece formatorul de plastic este neferomagneticși nu conduce electricitate, nu va afecta performanța bobinei la niveluri de putere scăzute. Apoi, tăiați o fâșie de bandă față-verso cu lungimea bobinei și lipiți-o de prima, apoi găuriți în prima unde se termină bobina și la robinete, scoateți stratul de acoperire de pe bandă și începeți să înfășurați, mai întâi trecându-l prin orificiul pe care l-ați forat, apoi înfășurați-l, ca de obicei, firul va fi ținut de banda dublă, alternativ, puteți lipi cerșitul bobinei la primul după înfășurarea câtorva spire cu lipici cianoacrilat, vânt restul bobinei și lipiciului la fiecare 1cm (numit și super lipici, folosiți mănuși, este foarte greu de îndepărtat de pe piele și provoacă iritații). Pentru robinete, răsuciți o lungime a firului împreună, treceți-o prin orificiul din prima și continuați ca de obicei. Încearcă să închizi virajele,după înfășurare, îndepărtați smalțul folosind hârtie de șlefuit fină sau un cuțit de modelat și tăiați capetele cu un fier de lipit. Puteți utiliza un contor LCR pentru a măsura inductanța sau un GDM, pentru a utiliza un GDM ca dispozitiv de măsurare a inductanței, consultați articolul legat.
Imaginile de mai jos explică procesul de înfășurare a unui inductor Air-Core:
Pasul 1: Mai jos, două imagini arată Fostul cu un pic de bandă unde firul va fi înfășurat și găuri pentru a ține firul în poziție.
Pasul 2: În imaginea de mai jos, filmul de protecție a decolat, a început înfășurarea și firul pentru un robinet este îndoit și răsucit împreună .
Pasul 3: Apoi introduceți o gaură în prima și afară în cealaltă parte.
Pasul 4: bobina finită are firele sale cosite prin scufundarea lor în lipire pe o bucată de laminat PCB.
Pasul 5: În cele din urmă, inductanța bobinei este măsurată folosind un contor LCR. Puteți utiliza, de asemenea, un Arduino pentru a măsura inductanța unei bobine sau puteți utiliza un Grid Dip Meter (GDM).
Bobine de înfășurare pe tije de ferită
Bobinele de înfășurare pe tijele de ferită (de exemplu, antenele cu tijă de ferită în receptoarele radio) sunt similare bobinelor înfășurate cu miez de aer, dar din moment ce nu puteți găuri printr-o tijă de ferită, trebuie să vă bazați pe banda dublă sau lipici pentru a ține sârmă strânsă. Deoarece banda nu se lipeste întotdeauna de ferită, este o idee bună să acoperiți mai întâi tija cu unul până la trei straturi de bandă de mascare de hârtie chiar sub locul în care trebuie să meargă bobina și să lipiți banda peste ea. Puteți folosi super lipici pentru a ține firul în loc în loc de față-verso.
Pentru a calcula bobina, utilizați formula de inductanță pentru o bobină cilindrică găsită mai sus, pentru μ r introduceți permeabilitatea relativă găsită în foaia tehnică sau un calculator de bobină online. Dacă ați proiectat bobina, o puteți înfășura ca bobinele cu miez de aer, dar există o metodă diferită, o metodă mai rapidă !
Puneți tija de ferită într-un burghiu electric, la fel ca un burghiu și rotiți-l încet, tija se va roti singură, astfel puteți face bobine de înaltă calitate și inductanță ridicată, cu o mulțime de ture foarte repede! Dacă aveți formatoare de plastic pentru tijă, înfășurați-le mai întâi pe ele și apoi puneți-le pe bobină și lipiți-le în loc.
În stânga este o bobină de antenă fabricată în fabrică într-un receptor de difuzare, în care bobina este înfășurată pe un fost care este fixat pe tijă folosind elemente din plastic. Firul este ținut în poziție cu rășină epoxidică. În dreapta, există o mică bobină pe o tijă de ferită realizată cu metodele descrise mai sus.
Înfășurarea miezului toroidal
Bobinele toroidale sunt destul de ușor de calculat, dar puțin complicate pentru vânt. Miezurile toroidale au o mare varietate de aplicații, cum ar fi inductoare de filtrare în SMPS, inductoare RFI, transformatoare de putere SMPS, filtre de intrare RF, balunuri, transformatoare de curent și altele.
Inductanța bobinei toroidale în nanohenries (când indicele de inductanță AL este dat în nH / N 2) poate fi calculată prin această formulă:
L (nH) = A L (nH / N 2) * Întoarce 2
După conversie, obținem o formulă pentru numărul de ture necesare pentru inductanța necesară:
Ture necesare = 1/2
Pentru a înfășura o bobină toroidală aveți nevoie de un miez toroidal, o sursă de sârmă (bobinele de deviere de la televizoarele CRT vechi sunt o sursă bună), niște hârtie de șlefuit fină și un pic de superglue.
Pentru a înfășura un toroid trebuie mai întâi să tăiați o lungime adecvată de sârmă, deoarece nu puteți trece o rolă de sârmă prin gaură. Pentru a calcula firul necesar, înmulțiți circumferința secțiunii transversale a inelului cu numărul de spire necesare. Acest lucru este uneori menționat în foaia de date ca mlt (lungimea medie pe tură). Pe acest site web, există un calculator online care ajută la proiectarea bobinelor toroidale, trebuie doar să alegeți nucleul, conectați inductanța necesară și oferă cantitatea de sârmă și rotații necesare.
Pasul 1: Treceți mai întâi un capăt al firului prin gaură, asigurați-vă că ies în jur de 4 cm - acest bit se numește coadă.
Pasul 2: Înfășurați coada în jurul miezului, lăsați 1 cm până la 2 cm și fixați restul cu superglue.
Pasul 3: Utilizați lungimea rămasă a firului pentru a înfășura restul bobinei, atașați capătul mai lung la un cui sau un cui pentru o înfășurare mai ușoară.
Deoarece se așteaptă ca bobina să aibă o inductanță scăzută (în jur de 3,6 μH) în absența unui contor profesional LCR, este mai bine să utilizați un GDM, deoarece contoarele obișnuite bazate pe microcontrolere au o precizie foarte mică atunci când se măsoară inductanțele mici. Un condensator de 680pF a fost conectat la bobină în paralel, împreună cu o buclă mică de cuplare. Acest circuit a scăzut la 3,5 MHz (dreapta), punând aceste valori într-un calculator de rezonanță ne oferă aproximativ 3μH. În stânga, contorul este setat la o frecvență diferită, în afara rezonanței circuitului.
Bobinele calculate pot da rezultate foarte diferite atunci când sunt realizate în viața reală, datorită capacităților parazitare și a auto-rezonanței paralele cauzate de acestea.