K čemu jsou tlumivky a jejich barevné značení

Elektrické obvody využívají mimo jiné součástky cívky vinuté izolovaným drátem. Tento článek vysvětluje, co je to tlumivka nebo induktor a jak tlumivka funguje.

To je zajímavé. Tak se také nazývá ventil karburátoru, ale s elektrickou škrticí klapkou to nemá nic společného.

Princip

Cívka induktoru má odpor vůči střídavému proudu a čím vyšší je frekvence proudu, tím vyšší je odpor.

Proud protékající vinutím se kvůli Lenzovým zákonům a elektromagnetické samoindukci nemůže okamžitě změnit. Toto je základní princip fungování škrticí klapky. Čím vyšší je rychlost změny proudu, tím vyšší je EMF indukovaný v cívce. Když je obvod přerušen s okamžitým vymizením proudu procházejícího vinutím, EMF má tendenci k nekonečnu. V praxi napětí na přerušení obvodu nebo na koncích cívky dosahuje několika kilovoltů, což může vést k porušení izolace nebo spálení kontaktu.

Na tomto principu je založeno zapalování automobilu.

Proud a napětí

Změna hodnoty střídavého napětí na obrazovce osciloskopu vypadá jako sinusovka. Pokud není striktně sinusový, pak se dá rozložit na součet sinusových kmitů různých frekvencí. S rostoucím napětím se ve vinutí indukuje proud, takže za napětím zaostává. Ve druhé fázi, kdy napětí klesá, také klesá se zpožděním. To je způsobeno přítomností magnetického pole, podle zákona samoindukce, které působí proti změnám proudu protékajícího vinutím. Zpoždění proudu a napětí je vidět na obrazovce dvoupaprskového osciloskopu. Indukčnost tedy poskytuje odpor střídavému proudu a čím vyšší je jeho frekvence, tím větší je odpor.

Proud zaostává za napětím

Na rozdíl od běžného rezistoru, který má aktivní odpor a během provozu generuje teplo, má induktor indukční odpor. Přebytečná energie je přeměněna na samoindukční EMF, nasměrované proti použitému napětí.

Pro zvýšení magnetického toku a indukčnosti vinutí je navinuto na jádro různých tvarů z různých materiálů.

Zařízení indukční cívky

Tlumivka je cívka, která má několik závitů izolovaného drátu. Izolace je nezbytná, aby se zajistilo, že proud protéká konzistentně celým drátem, čímž se vytvoří magnetické pole.

Vinutí lze navinout na magnetické jádro nebo bez něj. Záleží na účelu zařízení. Jeho tvar může být čtvercový, ve tvaru U nebo toroidní. Materiál závisí na frekvenci napětí. Provozní zařízení někdy vydává brum s frekvencí napájecího napětí.

Na elektronických deskách mají takové prvky pouzdro SMD. Element R68 je řešen stejně.

Nízkofrekvenční zařízení

Vinutí těchto zařízení jsou navinuta na jádru sestaveném z desek z transformátorové oceli. Desky jsou potaženy lakem, aby byly od sebe izolovány. Střídavé magnetické pole indukuje EMF v magnetickém obvodu, což způsobuje, že tepelné ztráty jsou nepřiměřeně velké. Pro jejich snížení se nepoužívají holé desky a pevné kovové jádro.

Externě takové zařízení vypadá jako transformátor. Vinutí lze navinout zcela bez jádra. Taková zařízení se používají k omezení zkratového proudu.

Vysokofrekvenční prvky

Cívky určené pro provoz ve vysokofrekvenčních sítích jsou navinuty na ocelových feritových jádrech i bez nich.

Vinutí může být jednovrstvé nebo vícevrstvé, jednosekční nebo vícesekční. Navenek mohou vypadat jako transformátor, odpor nebo kondenzátor s příslušným označením. Například takto vypadá prvek R68.

Aplikace indukční cívky

K čemu je tedy elektrická tlumivka? Proč se používá? Taková zařízení se používají na různých místech.

Zařízení pro omezení proudu

V indukčních cívkách se přebytečná energie přeměňuje na EMF. Proto jsou na rozdíl od běžných rezistorů menší velikosti a nevyžadují chlazení. Používají je:

• Pro omezení zkratového proudu jsou navinuty bez jádra. Jejich indukční odpor je malý, ale při zkratu je každá desetina Ohmu důležitá pro zvýšení účinku omezujícího proud;
• Pro spouštění vysokovýkonných elektromotorů, kde jsou zapojeny po dobu startu. Po nastartování se zkratují speciálním startérem;
• V DRL, DNaT (sodium vapor arc) výbojkách a ve startovacím zařízení pro zářivky. Tlumivka HPS musí odpovídat výkonu lampy. Místo tlumivky ve výbojce DRL 250 nebo DRL 400 lze použít vestavěný rezistor.

Předřadníky pro zářivky

To je zajímavé. Nyní se místo starého startovacího zařízení zapínají zářivky přes elektronickou tlumivku. Místo toho můžete použít elektronický předřadník z vypálené energeticky úsporné žárovky stejného nebo většího výkonu.

Saturační cívky

S rostoucím proudem protékajícím vinutím se magnetický obvod nasytí magnetickým polem a odpor se nezvýší nad určitou hodnotu. Dříve používané ve stabilizátorech napětí. V dnešní době to není nutné – používají se elektronické obvody.

Vyhlazovací filtry

Navrženo pro eliminaci pulzací usměrněného střídavého napětí. Používaly se v tranzistorových napájecích zdrojích a svařovacích transformátorech. Dnes napájecí zdroje používají elektronické obvody místo cívek. Říká se jim „elektronický plyn“. Elektronická škrticí klapka se používá podobně jako konvenční.

“Soudek” na USB kabelu je také cívka s feritovým jádrem a jednou otáčkou vinutí.

V elektronických obvodech se pro tyto účely používají prvky malých rozměrů, jako je R68.

Magnetické zesilovače (MA)

Před příchodem tyristorových řídicích systémů pro elektromotory se používaly magnetické zesilovače (MA). V nich bylo jádro z transformátorové oceli magnetizováno stejnosměrným proudem přídavným vinutím. Takových vinutí může být několik. To vedlo k nasycení železa magnetickým polem, změně indukčního odporu a proudu v hlavním vinutí.

Po příchodu tyristorů se taková zařízení přestala používat.

Rezonanční obvod

Když je indukční cívka zapojena paralelně s kondenzátorem, výsledný obvod bude mít minimální odpor při určité frekvenci. Takové obvody se používají v rádiových přijímačích.

Prvky elektronických obvodů a počítačových desek

Na deskách plošných spojů se induktory, jako je R68, používají k izolaci signálů o určité frekvenci, ochraně před rušením a oddělení částí obvodu od sebe.

Značení malých zařízení

Na malých dílech používaných v elektronických zařízeních není dostatek místa pro umístění značek udávajících jmenovité vlastnosti zařízení. Proto se používá speciální barevné značení tlumivek. Pomocí tohoto kódování můžete zjistit parametry prvku pomocí online kalkulaček.

Barevné kódování se skládá ze 3 nebo 4 kroužků aplikovaných na tělo. První dva kroužky ukazují indukčnost prvku v milihenriech, další ukazuje násobitel, kterým je třeba vynásobit první číslo, a čtvrtý ukazuje přípustnou odchylku skutečné indukčnosti od jmenovité hodnoty. Pokud jsou pouze tři kroužky, pak je odchylka 20 %. První prsten je obvykle širší než ostatní.

Barevné kódování tlumivek

Tělo má například následující pruhy:

1. hnědá – 1;
2. žlutá – 4;
3. oranžová – 1 mH;
4. stříbro – 10% tolerance.

Nominální hodnota tohoto prvku je tedy 14 mH s tolerancí 10 %.

Indukční cívka jako elektrické zařízení a princip jejího fungování jsou známy již mnoho desetiletí. Ale bez zařízení různých typů a jmenovitých hodnot, používaných na různých místech, není existence ani elektrotechniky, ani elektroniky, včetně počítačového vybavení, nemožná.

Video