Ленточная катушка индуктивности своими руками

Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео

ЗВУКОМАНИЯ

Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео

Какие катушки индуктивности я должен использовать в акустике для фильтра?

Какие катушки индуктивности я должен использовать в акустике для фильтра?

ленточные катушки индуктивности

Разве это не очевидно? Вы должны использовать высококачественные звуковые комплектующие конденсаторы, катушки, провода.

Какие катушки индуктивности я должен использовать в акустике для фильтра?

Катушки индуктивности используемые в фильтрах/кроссоверах акустики

Прежде всего, давайте попробуем определить какие же лучше комплектующие ведь эти три пассивных электрических компонента: резисторы, конденсаторов и катушки индуктивности очень важны для качественного звука.

Какие катушки индуктивности надо использовать в акустике для фильтра?

По сравнению с конденсатором, катушка также является частотно-зависимым резистором. Однако она может устранять более высокие частоты.

фильтр_конденсаторы

Качество катушек индуктивности

Поэтому, когда вы проверяете некоторые катушки, если вы хотите, чтобы они были индукторами высокого класса, следует проверять следующее:

• Катушка сердечника.
• Используемый провод.
• Качество изготовления.

Давайте обсудим качество производства катушки индуктивности. Многие любители предпочитают создавать свои собственные индукторы. Это не цель этой статьи, но вы можете найти статьи «как сделать катушку индуктивности самому» в Интернете. В зависимости от вашего сердечника катушки вы можете рассчитать, сколько обмоток вам нужно, чтобы получить желаемую индуктивность. Вы можете намотать вручную или использовать специальную машину, чтобы намотать их автоматически.

Yamaha NS-590

Некоторым людям нравится создавать свои собственные катушки индуктивности с очень хорошими качественными параметрами. Тем не менее, производители любят демонстрировать свой производственный процесс и он во многом превосходит любительский.

Например, каждая катушка индуктивности будет демонстрировать эффект микрофонии. Это означает, что вся обмотка будет вибрировать в определенной степени. Эта механическая вибрация превращается в электрический сигнал, поэтому звуковой сигнал, проходящий через катушку, поврежден. Этот эффект уменьшается, когда сердцевина является твердой (не для воздушного сердечника), и обмотка опиралась на что-то.

Yamaha NS-590 фильтр

Чтобы свести к минимуму этот эффект, производители добавляют дополнительный слой лака к уже изолированному проводу. После того, как катушка намотана, катушка запекается. В результате дополнительный слой расплавляется и создает сплошной блок, при этом обмотки прочно соединяются вместе. Это уменьшает механические колебания для всех типов катушек индуктивности. Но другие процессы производства, также пытаются улучшить качество индуктора.

Transmission Audio Ultimate

Типы катушек индуктивности для звука

Существует довольно много типов катушек индуктивности. Мы же сосредоточимся только на тех типах, которые наиболее часто используются для качественного звука.

• Индукторы из железа / феррита.
• Индукторы с сердечником.
• Пленочные катушки или ленточные катушки индуктивности.

Порядок не случайный. Я перечисляю их в порядке возрастания, с точки зрения качества звука, также пропорционально стоимости. Вы можете ожидать, что катушка из фольги будет дороже, чем эквивалентный индуктор с сердечникм. Однако это не означает, что железные сердечники не имеют своего места в звуке. Вы можете успешно использовать их в многочисленных своих проектах.

Bozak B-302A внутри

Катушка индуктивности с сердечником

Железо внутри такой катушки является одним из самых дешевых индукторов в аудио особенно для недобросовестных производителей. Хотя нам нравится называть их катушка индуктивности железным сердечником, ядро может изготавливаться различными черными металлами (и даже не из железа. ). Ядро может иметь разные формы. Как вы можете видеть на разных фото, у одного оно квадратное, а другого — цилиндрическое.

onkyo_grand_scepter_gs1

Поскольку сердечник является металлом, для достижения желаемой индуктивности вам потребуется много обмоток. В результате мы получаем несколько преимуществ от этого:

• Меньше обмоток — более низкая цена.
• Катушки с высокой индуктивностью могут иметь более высокий результат устойчивости по параметрам.
• Твердый сердечник минимизирует эффект микрофонии.

Понятно, что эти катушки являются лучшими для бюджетных проектов. Кроме того, вы можете увидеть их в фильтрах нижних частот для сабов или НЧ блоков.

Акустика Виктор sx-1000

Твитер почти всегда более эффективен, чем низкочастотный динамик. Вы же не хотите понижать выход низкочастотного динамика с помощью высокоомной резистивной катушки.

Однако тот факт, что в сердечнике индуктора есть кусок металла, также влияет на музыкальный сигнал. По этим причинам некоторые аудиофилы будут избегать железных сердечников или использовать их, если они не находятся в прямом сигнальном тракте.

Катушки индуктивности с сердечником

Эти типы индукторов являются наиболее широко распространенными в кругах hi-fi любителей. Кстати, они дороже, чем аналог на железном сердечника, они являются доступными, если значение индуктивности не достигает высоких уровней.

TQWР

В отличие от железного сердечника, который имеет сплошной металл посередине, воздушный сердечник имеет воздух. И это идеальный материал для ядра. У некоторых есть кусок пластика для дополнительной жесткости. Но дело в том, что это непроводящий материал. В результате они превосходят точные числа воспроизведения импульсов и числа искажений.

Эти катушки индуктивности могут использоваться в любой части кроссовера/фильтра. Но поскольку нет металлического сердечника, число ветвей больше, чтобы достичь того же значения индуктивности. Это означает (помимо более высокой цены), что сопротивление выше.

Чтобы снизить сопротивление, вам необходимо увеличить поперечное сечение провода катушки индуктивности. Естественно — это еще больше повысит стоимость. Кроме того, катушки с высокой индуктивностью с толстой проволокой могут достигать внушительных размеров и веса. Это может быть большой неприятностью при построении фильтра/кроссовера.

Катушка индуктивности

Мой совет — использовать индукторы с воздушным сердечником, где это возможно. Если вам нужен большой индуктор для баса, просто используйте железный сердечник и никаких проблем. Это, если вы не работаете над действительно высоким проектом с большим бюджетом. Если это так, вы можете купить следующий тип индуктора.

Катушки индуктивности из фольги (ленточные)

Они считаются лучшими индукторами для качественного звука самого высокого класса. О них нужно сказать много, но путь звука в них короткий и прямолинейный.

ленточные катушки индуктивности

Вы можете ясно слышать разницу. В таких катушках нет провода. Вместо этого используется металлическая фольга или лента. Пленка более широкая, чем обычная проволока. Кроме того, благодаря своей форме они могут быть плотно упакованы. В результате они имеют большую контактную поверхность между обмотками и создают высокую механическую стабильность. Если вы сравниваете эффект микрофонии с различными типами индукторов, катушка из фольги самая лучшая. Они имеет самую низкую вибрацию.

Катушка индуктивности из фольги наиболее близка к физически идеальной катушке больше, чем любая другая конструкция. Он отличается по звуку, особенно это касается динамики в музыке, визуализации и самых низких искажений. Есть люди, которые будут утверждать, что нет необходимости тратить на катушки индуктивности столько денег. Но другие аудиофилы и меломаны, у которых есть больший опыт с такими катушками скажут, что катушки индуктивности из фольги — это самые лучшие катушки.

Итоги

В зависимости от вашего проекта есть место для катушки индуктивности любого типа. Когда дело доходит до создания фильтров/кроссоверов и использования индукторов для качественного звука маркировки, я обычно следую простым советам.

Если бюджет является приоритетным, используйте железные сердечники.

Вы хотите самому сделать акустику высококачественную и используете дорогие динамики? Тогда вам лучше купить катушку индуктивности с воздушным сердечником.

Собираетесь сделать дорогой эксклюзивный акустический проект, хотите самому сделать акустику Hi-End класса? Используйте пленочные катушки или смесь воздушных сердечников с пленочными катушками.

Все зависит от ваших денег, опыта и желания.

Надеюсь статья «Катушка индуктивности в акустике» кому-то помогла

Если вы являетесь производителем, импортером, дистрибьютором или агентом в области воспроизведения звука и хотели бы связаться с нами, пожалуйста, свяжитесь со мной в ВК или по эл. почте: anl555@bk.ru

Вам нужен хороший усилитель для наушников, новый ламповый усилитель или отличный ЦАП, плеер, наушники, АС или другая звуковая техника, (усилитель, ресивер и т.д.) то пишите в ВК, помогу выгодно и с гарантией приобрести хорошую звуковую технику…

Источник

Катушка индуктивности

Что такое 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:

В – магнитное поле, Вб

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:

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:

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.

Отдалим витки катушки друг от друга

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.

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.

Обозначение на схемах

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