Как рассчитать индуктивность катушки

Расчет катушки индуктивности

Онлайн расчет многослойной катушки. Калькулятор считает по алгоритму с применением эллиптических интегралов Максвелла.
Катушка индуктивности — винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении. Индуктивность катушки зависит от ее геометрических размеров, числа витков и способа намотки катушки. Чем больше диаметр, длина намотки и число витков катушки, тем больше ее индуктивность.

*Необходимая для намотки длина провода без учета концов.
**Под сопротивлением катушки имеется ввиду сопротивление катушки постоянному току.

Пожалуйста напишите с чем связна такая низкая оценка:

Для установки калькулятора на iPhone — просто добавьте страницу
«На главный экран»
Для установки калькулятора на Android — просто добавьте страницу
«На главный экран»

Смотрите также

551 дн. назад

Как определить требуемую индуктивность, из расчета чего. Кто подскажет?
Или существуют другие калькуляторы.

690 дн. назад

Сдаётся мне, что калькулятор не верен — дело в следующем: при расчёте учитывается диаметр каркаса D, на который, непосредственно, укладывается только первый слой катушки, а каждый последующий слой будет уже ложиться на больший диаметр — с учётом толщины провода это будет D+2k и так для каждого последующего слоя, то есть, если намотка ведётся на каркас диаметром 20мм проводом 1мм, то диаметр намотки для второго слоя будет уже 22мм, для третьего — 24 и т.д. В результате увеличивается длина одного витка l=пD, а вместе с тем и длина провода для всей катушки, равно как и её активное сопротивление. Ошибка получается довольно большой — я мотал катушку 0,55mH на каркас 23мм проводом 0,8 с длиной намотки 35мм — расчётные данные получились 17м провода и сопротивление 0,6Ом, на самом же деле вышло около 37м и 1,4 Ом!

155 дн. назад

Только-что специально пересчитал сам — всё превосходно сходится. Единственное, что не учитывает калькулятор, это человеческий фактор из-за которого не получится очень плотно и без зазоров между витками уложить провод, тем более, если провод уже БУ. По этой причине всегда будет меньшее количество витков в слое и, соответственно будет немного большая длинна провода

408 дн. назад

Такой ошибки быть не может. Если у Вас провод 0,8 мм. сопротивление катушки 1,4 Ом Вы намотали не 0,55 мГн., а 2,2 мГн.

408 дн. назад

Я мотаю всегда по этому калькулятору и у меня всё чётко. После намотки приходится отмотать буквально несколько витков, что очень удобно. Спасибо разработчикам!

753 дн. назад

Чем больше длина намотки при прочих равных условиях, тем меньше магнитосцепление витков и индуктивность.

551 дн. назад

Я наоборот пытаюсь намотать катушку диаметром каркаса 36мм, длиной намотки 3мм и толщиной намотки до 4мм и как бы с сомнением смотрю на это.. получится ли подобие магнита или нет.. без сердечника, но в металлической оболочки

Расчет катушки индуктивности — онлайн-калькулятор

Расчет катушки индуктивности без сердечника при помощи онлайн-калькулятора — рассчитать многослойную катушку индуктивности на количество витков, сопротивление.

Все калькуляторы
Также можно рассчитать

• Конфигурация
• Расчёт
• Сохранить
• Справка
• Партнерские скидки
• Виджет на сайт
• Комментарии

Запуск приложения
Выберите способ сохранения

Скачать PDF
Скачать расчёт с выбранными параметрами в формате PDF — чертежи + данные.

Поделиться
Поделиться ссылкой на расчёт в Facebook, ВКонтакте, Google+ и т.д.

Сканировать QR-код
Получить ссылку на расчет с параметрами через сканирование QR-кода
Разместите калькулятор у себя на сайте БЕСПЛАТНО

Катушка индуктивности — это пассивный электронный компонент, в виде намотанного в спираль изолированного проводника. Основной характеристикой катушки является индуктивность, т.е. способность преобразования электрической энергии в энергию магнитного поля, измеряется в Генри (Гн). Катушка может иметь цилиндрический или тороидальный каркас (сердечник) из феррита, который позволяет в разы повысить индуктивность катушки. Также, индуктивность катушки прямо пропорциональна линейным размерам катушки, магнитной проницаемости сердечника и квадрату числа витков намотки. Обращаем внимание, что важным условием работы устройства является наличие изоляции между витками катушки, они не должны замыкаться друг с другом.

При помощи калькулятора расчета индуктивности катушки онлайн можно вычислить количество витков и слоев обмотки, общую длину проводника, а также сопротивление катушки постоянному току по требуемым значениям индуктивности. Метод расчета основан на формуле решения эллиптических интегралов Максвелла, в котором катушка представляется как множество соосных бесконечно тонких круговых проводников. Вычисления справедливы для однослойных и многослойных катушек без сердечника. Теоретическое обоснование представлено ниже.

Обращаем внимание, в нашем калькуляторе учитывается расширение диаметра катушки для каждого последующего слоя. Эта поправка влияет на увеличение длины витка, и соответственно на общую длину провода и активное сопротивление катушки индуктивности.

• L – индуктивность катушки;
• D – диаметр витка;
• N – число витков;
• g – количество слоев;
• h – длина проводника.

Как рассчитать индуктивность катушки?

1. Введите требуемую индуктивность в соответствующих единицах измерения.
2. Введите диаметр каркаса.
3. Введите длину намотки.
4. Укажите диаметр проводника по сердцевине и по изоляции.
5. Нажмите кнопку «Рассчитать»

Смежные нормативные документы:

• ГОСТ 28997-91 «Сердечники для катушек индуктивности и трансформаторов»
• ГОСТ Р МЭК 1007-96 «Трансформаторы и катушки индуктивности»
• ГОСТ Р 52002-2003 «Электротехника»

Расчет дросселей и катушек индуктивности на ферритовых кольцах, формула и калькулятор

Как рассчитать количество витков для катушки или дросселя на ферритовом кольце, онлайн калькулятор и формула расчета индуктивности.

Маркировку магнитной проницаемости и материала, из которого изготовлен кольцевой сердечник, наносят в виде цифр и букв, примеры:

Цифры указывают на магнитную проницаемость, а буквы в конце обозначают тип материала, из которого изготовлено кольцо.

Размеры тороидального кольца их феррита обозначают в виде чисел, пример:

• 20 — внешний диаметр кольца в миллиметрах, D1;
• 10 — внутренний диаметр кольца в миллиметрах, D2;
• 6 — высота кольца в миллиметрах, h.

Рис. 1. Ферритовые кольца, размеры кольцевого ферромагнитного сердечника.

Формула для расчета

Чтобы рассчитать индуктивность дросселя или катушки индуктивности на тороидальном ферритовом сердечнике можно использовать формулу:

L = m * m_{0 *} N 2 * (h*(D — d)/2) / (π*(D + d)/2)

• L — индуктивность катушки (Гн);
• m — магнитная проницаемость;
• m0 — магнитная постоянная, 4π*10 -7 Гн/м =1,256637*10 -6 Гн/м;
• N — число витков провода, намотанного на ферритовом кольце;
• D — внешний диаметр кольца (м);
• d — внутренний диаметр кольца (м);
• h — высота (м);
• π — постоянная Пи, 3,141592653589.

Если принять что:

• S = h(D — d)/2 — это сечение сердечника (м 2 );
• l = Pi(D + d)/2 — это длина намотки катушки (м);

то формула будет выглядеть так:

L = m * m_{0 *} N 2 * S / l

Расчет количества витков провода для катушки с требуемой индуктивностью L:

N = SQRT(L / m * m₀ * S / l)

SQRT — функция «корень квадратный из числа».

Калькулятор

Чтобы упростить расчет витков для изготовления дросселя или катушки индуктивности на тороидальном магнитном сердечнике можете воспользоваться нашим онлайн-калькулятором.

При вводе индуктивности помните что: 1 мГн (mH) = 1000 мкГн (µH).

Примеры результатов расчета:

Размеры кольца	Магнитная проницаемость	Индуктивность	Количество витков провода
25х11.5х11 мм	2000	100 мкГн, 0.1 мГн	5,5 витков
16х9.6х6.3 мм	2000	200 мкГн, 0.2 мГн	12.6 витков
18х10х6 мм	2000	50 мкГн, 0.05 мГн	6 витков
10х5х4 мм	1000	5500 мкГн, 5.5 мГн	102 витка

• Википедия — Магнитная проницаемость.
• Д. Алексеев. alexeevd.narod.ru.

Как рассчитать индуктивность катушек с замкнутыми сердечниками?

Всем доброго времени суток. В прошлых статьях (часть 1, часть 2, часть 3) я рассказал о расчёте индуктивности индуктивных элементов без сердечников. Однако их применение ограниченно, вследствие, больших габаритных размеров. Поэтому для увеличения индуктивности и уменьшения размеров и улучшения других показателей индуктивные элементы устанавливают на сердечники из материалов с различными магнитными свойствами.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Особенности расчёта индуктивных элементов с сердечниками

В отличие от индуктивных элементов без сердечников, при расчёте которых учитывался магнитный поток пронизывающий только проводник с током, магнитный поток индуктивных элементов с сердечниками практически полностью замыкается на сердечники. Поэтому при расчёте индуктивности таких элементов необходимо учитывать размеры сердечника и материал, из которого он изготовлен, то есть его магнитную проницаемость.

Обобщённую формулу для расчёта индуктивных элементов с сердечниками можно выразит с помощью следующего выражения

где ω – количество витков катушки,

R_M – сопротивление магнитной цепи,

μ_а – абсолютная магнитная проницаемость вещества, из которого изготовлен сердечник,

S_M – площадь поперечного сечения сердечника,

l_M – длина средней магнитной силовой линии,

Таким образом, зная размеры сердечника можно достаточно просто вычислить индуктивность. Однако в связи с такой простотой выражения и разбросом магнитной проницаемости материала сердечника, погрешность в расчёте индуктивности составит 25 %.

Для сердечников, имеющих сложную конструктивную конфигурацию, вводится понятие эффективных (эквивалентных) размеров, которые учитывают особенности формы сердечников: эффективный путь магнитной линии l_e и эффективная площадь поперечного сечения S_e сердечника. Тогда индуктивность катушки с сердечником будет вычисляться по формуле

где ω – количество витков катушки,

μ₀ – магнитная постоянная, μ₀ = 4π*10 -7 ,

μ_r – относительная магнитная проницаемость вещества,

S_e – эффективная площадь поперечного сечения сердечника,

l_e – эффективный путь магнитной линии сердечника.

Таким образом, расчёт индуктивности индуктивных элементов с сердечниками сводится к нахождению эффективных размеров сердечника. Для упрощения нахождения данных размеров сердечника ввели вспомогательные величины, называемые постоянные сердечников:

С₁ – первая постоянная сердечника, которая равна сумме отношений длины однородных по сечению участков сердечника к поперечного сечения сердечника, измеряется в мм -1 ;

С₂ – вторая постоянная сердечника, которая равна сумме отношений длин однородных по сечению участков сердечника к квадрату своего сечения, измеряется в мм -3 ;

где N – количество разнородных участков сердечника,

l_N – длина N – го участка сердечника,

S_N – площадь N – го участка сердечника.

Тогда величины S_e и l_e определятся из следующих выражений

Кроме индуктивности с помощью постоянных С₁ и С­₂ определяют эффективный объём V_e, который требуется для определения параметоров силовых индуктивных элементов – трансформаторов и дросселей. Если же есть необходимость рассчитать только индуктивность L, то используют только постоянную С₁ по следующему выражению

где ω – количество витков катушки,

μ₀ – магнитная постоянная, μ₀ = 4π*10 -7 ,

μ_r – относительная магнитная проницаемость вещества,

С₁ – первая постоянная сердечника, которая равна сумме отношений длины однородных по сечению участков сердечника к поперечного сечения сердечника.

Несмотря на довольно сложные формулировки и формулы, вычисление индуктивности по ним достаточно простое.

Выпускается достаточно много типов сердечников, которые обладают различными конструктивными особенностями и свойствами, рассмотрим некоторые из них.

Расчёт катушки с тороидальным сердечником

Тороидальные (кольцевые) сердечники, благодаря своей простоте изготовления находят широкое применение в различных импульсных трансформаторах, фильтрах и дросселях и обеспечивают небольшую потребляемую мощность при минимальных потерях.

Тороидальный сердечник.

Для расчёта индуктивности достаточно знать три конструктивных параметра такого магнитопровода: D₁ – внешний диаметр, D₂ – внутренний диаметр, h – высота сердечника.

Расчёт эффективных параметров сердечника, как сказано выше, основан на двух величинах С₁ и С₂, которые составляют

где h_e – эффективная высота сердечника,

D₁ – внешний диаметр сердечника,

D₂ – внутренний диаметр сердечника.

Расчёт эффективной высоты h_e сердечника зависит от конструктивных особенностей.

Расчёт эквивалентной высоты тороидального сердечника: прямоугольное сечение (вверху) и трапецеидальное сечение (снизу).

Рассмотрим несколько случаев:

а) прямоугольное поперечное сечение с острыми кромками

б) прямоугольное поперечное сечение со скруглёнными кромками и радиусом скругления r_s

в) трапецеидальное поперечное сечение с острыми кромками

г) трапецеидальное поперечное сечение со скруглёнными кромками

Пример. В качестве примера рассчитаем индуктивность тороидальной катушки, имеющий ω = 50 витков, намотанных на равномерно на магнитопровод со следующими размерами D₁ = 20 мм, D₂ = 10 мм, h = 7 мм, сечение магнитопровода прямоугольное со скруглёнными кромками, радиус скругления r_s = 0,5 мм, относительная магнитная проницаемость материала сердечника μ_r = 1000.

Так как рассчитываем только индуктивность, то в расчёте коэффициента С₂ нет необходимости

Расчёт катушки с П–образным сердечником прямоугольного сечения

В отличие от тороидальных сердечников, П – образные сердечники выполняются разборными и состоят из двух частей. Существует две модификации таких сердечников: состоящие из двух П – образных частей и из П – образной и прямоугольной замыкающей пластины.

Такие сердечники применяются в импульсных трансформаторах и трансформаторах строчной развертки и, обладая большой магнитной проницаемостью, обеспечивают малую потребляемую мощность.

П-образный сердечник с прямоугольным сечением: из двух П-образных частей (слева) и П-образной части с замыкающей прямоугольной пластиной (справа).

Для расчёта параметров сердечника рассмотрим сечение замкнутого П-образного сердечника

Сечение П-образного прямоугольного сердечника.
Данный сердечник состоит из нескольких участков l₁, l₂, l₃, l₄, l₅ имеющих различное сечение S₁, S₂, S₃, S₄, S₅,. Тогда коэффициенты С₁ и С₂ составят

Неизвестные величины можно найти следующим образом

Пример. Необходимо рассчитать индуктивность обмотки трансформатора, выполненного на П-образном сердечнике фирмы Epcos типа UU93/152/16, выполненного из двух П-образных половинок, материал сердечника N87 μ_r = 1950, количество витков ω = 150.

Сердечник Epcos U93/76/16.

Таким образом, расчётные параметры сердечника составят

Таким образом коэффициент С1 и индуктивность L составят

Расчёт катушки с П-образным сердечником круглого сечения

Кроме П-образных катушек с прямоугольным сечение, широко применяются П-образные катушки с круговым сечением. Они также состоят из двух П-образных частей

П-образный сердечник с круговым сечением.

Для расчёта рассмотрим сечение замкнутого сердечника состоящего из двух пловинок.

Сечение П-образного сердечника с круговым сечением.

Аналогично сердечнику с прямоугольным сечением выделим пять участков длины сердечника с различным сечением и расчёт соответственно тоже. Площадь круговых участков считается по известной формуле для площади круга, влиянием технологических пазов и отверстий можно пренебречь

Пример. В качестве примера рассчитаем индуктивность катушки, выполненной на сердечнике. Сердечник из двух частей типа SDMR 40 UY20 (μ_r = 2500), количество витков ω = 60.

Сердечник типа SDMR 40 UY20.

Параметры сердечника для расчёта составят

Таким образом коэффициент С1 и индуктивность L составят

На сегодня всё. Продолжение смотри в следующей статье.

Теория это хорошо, но необходимо отрабатывать это всё практически ПОПРОБОВАТЬ МОЖНО ЗДЕСЬ