Mọi người có sở thích chơi radio đều phải - tại một số thời điểm - cuộn một hoặc hai cuộn dây, có thể là cuộn dây ăng-ten của đài AM, cuộn dây trên lõi hình xuyến cho bộ lọc thông dải trong bộ thu phát thông tin liên lạc hoặc cuộn dây được khai thác trung tâm cho sử dụng trong một bộ dao động nhẹ. Cuộn dây quấn không cứng nhưng khá tốn thời gian. Có nhiều phương pháp chế tạo cuộn dây khác nhau, tùy thuộc vào khu vực sử dụng và độ tự cảm cần thiết. Các lõi không khí là băng thông rộng nhất nhưng có độ tự cảm cao có nghĩa là sử dụng nhiều dây dẫn, chúng cũng không phải là tác dụng hiệu quả nhất đối với từ trường thoát ra khỏi cuộn dây - từ trường thoát ra này có thể gây nhiễu do cảm ứng trong các dây dẫn gần đó và các cuộn dây khác.
Cuộn dây cuộn dây, trên một cuộn dây sắt từ tập trung từ trường, tăng độ tự cảm. Tỷ số của điện cảm sau và trước khi một lõi có đường kính của cuộn dây đã được đưa vào bên trong nó được gọi là độ từ thẩm tương đối (ký hiệu là μ r). Các vật liệu thường được sử dụng khác nhau có độ thẩm thấu tương đối khác nhau, từ 4000 đối với thép điện được sử dụng trong máy biến áp nguồn, đến khoảng 300 đối với sắt thép được sử dụng trong máy biến áp SMPS và khoảng 20 đối với lõi bột sắt được sử dụng tại VHF. Mỗi vật liệu lõi chỉ nên được sử dụng bên trong dải tần được chỉ định, bên ngoài lõi bắt đầu có tổn thất cao. Các lõi hình xuyến, đa khẩu độ, lõi nồi và các lõi kèm theo khác bao bọc từ trường bên trong lõi, tăng hiệu suất và thực tế giảm nhiễu xuống 0. Để tìm hiểu thêm về cuộn cảm và hoạt động của nó, hãy làm theo liên kết.
Cuộn cảm không khí
Cuộn dây không khí tốt cho cuộn dây điện cảm thấp, nơi mà nhiễu không phải là điều quan trọng nhất. Các cuộn dây có số lượng vòng nhỏ và dây tương đối dày được quấn trên một vật hình trụ như mũi khoan hoặc lon, sau đó được tháo ra và cuộn dây tự đỡ, đôi khi cuộn dây được phủ một lớp nhựa để có độ ổn định cơ học cao hơn. Các cuộn dây lớn hơn với nhiều vòng xoắn thường được quấn trên vật liệu không chứa sắt từ, chẳng hạn như ống nhựa rỗng hoặc ống gốm (đối với cuộn dây RF công suất cao) và sau đó được cố định vào ống dẫn trước bằng keo. Để cuộn dây chúng, trước tiên bạn cần tính toán đường kính dây cần thiết, vì nó ảnh hưởng nhiều đến tổng chiều dài cuộn dây.
Công thức cho đường kính dây là
(√I) * 0,6 = d, trong đó I là dòng điện RMS hoặc DC và d là đường kính dây.
Nếu các cuộn dây được sử dụng ở mức công suất thấp, đường kính dây không quá quan trọng, 0,3mm là tốt cho hầu hết các ứng dụng và 0,12mm là tốt cho đóng hộp nếu cuộn dây được sử dụng trong máy thu thanh bán dẫn. Nếu cuộn dây được sử dụng trong dịch vụ dao động, dây phải cứng, để tránh ảnh hưởng cong vênh vì chúng có thể thay đổi độ tự cảm ở một mức độ nào đó và gây ra sự mất ổn định tần số (dẫn động).
Tiếp theo, bạn cần biết cuộn dây cần có đường kính bao nhiêu. Đường kính cuộn dây được khuyến nghị là 50% đến 80% chiều dài cuộn dây để có Q tối ưu và chúng phụ thuộc vào khoảng không gian mà cuộn dây có thể chiếm. Nếu cuộn dây tự hỗ trợ, bạn có thể sử dụng bu lông hoặc vít, cuộn các vòng bên trong các rãnh và tháo bu lông bằng cách tháo nó ra trong khi giữ dây của cuộn dây, điều này tạo ra một cuộn dây rất đều và có thể tái tạo.
Dưới đây là công thức độ tự cảm của cuộn dây hình trụ
L = μ r (n 2. ᴫ 2. R 2 / l) 0,00000126
L là độ tự cảm tính bằng henries, μ r là độ từ thẩm tương đối của lõi (1 đối với cuộn dây không khí, nhựa, gốm, v.v.), n là số vòng, π là pi, r là bán kính của cuộn dây tính bằng mét (từ giữa lớp dây đến giữa cuộn dây) hoặc một nửa đường kính (từ giữa lớp dây qua giữa đến giữa lớp dây bên kia), l là chiều dài của dây quấn trong mét, và số dài ở mặt sau là độ thẩm thấu của không gian trống.
Một công thức khác cho độ tự cảm.
L = (n 2. D 2) / 18 ngày + 40l
Công thức này được sử dụng khi cuộn một cuộn dây đồng nhất một lớp với tất cả các vòng được quấn chặt chẽ và không có khoảng cách giữa chúng. Các đơn vị tương tự như với công thức trên, ngoại trừ d là đường kính cuộn dây tính bằng mét.
Một máy tính rất tốt cho cuộn dây đã được thực hiện bởi Serge Y. Stroobandt, ký hiệu ON4AA tại đây.
Cách tạo một cuộn cảm lõi không khí
Để quấn một cuộn dây thông thường, bạn cần một cái cũ, một nguồn dây, một ít giấy nhám mịn hoặc một con dao làm mẫu (không được hiển thị) và một chút keo siêu dính hoặc băng keo hai mặt để giữ dây cố định.
Sau khi thiết kế cuộn dây , đã đến lúc quấn nó. Nếu bạn đang làm một cuộn dây không khí, bạn nên sử dụng một cuộn dây bằng nhựa để quấn nó vào, vì cuộn dây bằng nhựa không phải là sắt từvà không dẫn điện, nó sẽ không ảnh hưởng đến hiệu suất cuộn dây ở mức công suất thấp. Tiếp theo, cắt một dải băng dính hai mặt có chiều dài bằng chiều dài của cuộn dây và dán nó vào đầu cuộn dây, sau đó khoan lỗ ở đầu dây nơi đầu cuối của cuộn dây và tại các vòi, tháo lớp bìa trên băng và bắt đầu cuộn dây, trước tiên. bằng cách luồn dây qua lỗ bạn đã khoan rồi quấn dây, như thường lệ, dây sẽ được giữ bằng băng dính hai mặt, cách khác, bạn có thể dán keo của cuộn dây vào trước sau khi quấn vài vòng bằng keo cyanoacrylate, gió. phần còn lại của cuộn dây và dán keo mỗi 1cm (còn gọi là keo siêu dính, dùng găng tay, rất khó tháo ra khỏi da và gây kích ứng). Đối với vòi, xoắn một đoạn dây dài lại với nhau, luồn dây qua lỗ trước và tiếp tục như bình thường. Cố gắng thu hẹp các ngã rẽ,Sau khi cuốn xong, dùng giấy nhám mịn hoặc dao tạo mẫu, loại bỏ lớp men và thiếc các đầu bằng sắt hàn. Bạn có thể sử dụng đồng hồ LCR để đo điện cảm hoặc GDM, để sử dụng GDM làm thiết bị đo điện cảm, hãy xem bài viết được liên kết.
Các hình ảnh dưới đây giải thích quá trình cuộn dây cuộn cảm lõi không khí:
Bước 1: Dưới đây là hai hình ảnh hiển thị Cựu với một chút băng dính nơi dây sẽ được quấn và Lỗ để giữ dây tại chỗ.
Bước 2: Trong hình dưới đây, Màng bảo vệ đã được tháo ra, bắt đầu quấn dây và dây cho vòi được uốn cong & xoắn lại với nhau .
Bước 3: Sau đó luồn qua một lỗ ở bên trước và bên kia.
Bước 4: Cuộn dây đã hoàn thành có các dây của nó được đóng hộp bằng cách nhúng chúng vào hàn trên một miếng PCB laminate.
Bước 5: Cuối cùng, độ tự cảm của cuộn dây được đo bằng máy đo LCR. Bạn cũng có thể sử dụng Arduino để đo điện cảm của cuộn dây hoặc có thể sử dụng Grid Dip Meter (GDM).
Cuộn dây trên thanh Ferrite
Cuộn dây cuộn trên thanh Ferit (ví dụ: Ăng-ten thanh Ferrite trong máy thu thanh) tương tự như cuộn dây cuộn không khí, nhưng vì bạn không thể khoan qua thanh Ferrite nên bạn phải dựa vào băng keo hai mặt hoặc keo để giữ dây chặt chẽ. Vì không phải lúc nào băng dính cũng dính vào ferit, nên trước tiên bạn nên che thanh bằng một đến ba lớp băng keo che giấy ngay dưới nơi cuộn dây phải đi và dán băng keo lên trên. Bạn có thể dùng keo siêu dính để giữ cố định dây thay vì dùng hai mặt.
Để tính toán cuộn dây, hãy sử dụng công thức điện cảm cho cuộn dây hình trụ được tìm thấy ở trên, đối với đầu vào μ r thì độ từ thẩm tương đối được tìm thấy trong biểu dữ liệu hoặc máy tính cuộn dây trực tuyến. Nếu bạn thiết kế cuộn dây, bạn có thể cuộn nó giống như cuộn dây không khí, nhưng có một phương pháp khác, phương pháp nhanh hơn !
Đặt thanh ferit vào một máy khoan điện, giống như một mũi khoan và quay nó từ từ, thanh sẽ tự quay, bằng cách này bạn có thể tạo ra những cuộn dây có chất lượng cao và điện cảm cao với nhiều vòng quay rất nhanh chóng! Nếu bạn có bộ phận uốn dẻo cho thanh, hãy quấn chúng trước rồi đặt chúng vào cuộn dây và dán chúng vào vị trí.
Ở bên trái là một cuộn dây ăng-ten do nhà máy sản xuất trong bộ thu phát sóng, nơi cuộn dây được quấn trên một cuộn dây trước đây được giữ chặt vào thanh bằng các phần tử nhựa. Dây được giữ cố định bằng nhựa epoxy. Ở bên phải, có một cuộn dây nhỏ trên một thanh ferit được làm bằng các phương pháp được mô tả ở trên.
Lõi hình xuyến
Cuộn dây hình xuyến khá dễ tính, nhưng hơi rắc rối khi gặp gió. Lõi hình xuyến có nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như bộ lọc cuộn cảm trong SMPS, cuộn cảm RFI, máy biến áp nguồn SMPS, bộ lọc đầu vào RF, baluns, máy biến dòng và các loại khác.
Độ tự cảm của cuộn dây hình xuyến tính bằng nanohenries (Khi chỉ số điện cảm AL được cho bằng nH / N 2) có thể được tính theo công thức sau:
L (nH) = A L (nH / N 2) * Lượt đi 2
Sau khi chuyển đổi, chúng tôi nhận được một công thức cho số vòng dây cần thiết cho độ tự cảm yêu cầu:
Lượt yêu cầu = 1/2
Để quấn một cuộn dây hình xuyến, bạn cần một lõi hình xuyến, một nguồn dây (cuộn dây lệch từ TV CRT cũ là một nguồn tốt của nó), một số giấy nhám mịn và một chút keo siêu dính.
Để cuộn dây hình xuyến trước tiên bạn cần cắt một đoạn dây có độ dài thích hợp, vì bạn không thể luồn một cuộn dây qua lỗ. Để tính toán dây cần thiết, nhân chu vi của mặt cắt ngang của vòng với số vòng dây cần thiết. Điều này đôi khi được nêu trong biểu dữ liệu là mlt (độ dài trung bình mỗi lượt). Trên trang web này, có một máy tính trực tuyến hỗ trợ thiết kế cuộn dây hình xuyến, chỉ cần chọn lõi của bạn, bổ sung độ tự cảm cần thiết và nó cung cấp số lượng dây và số vòng cần thiết.
Bước 1: Đầu tiên luồn một đầu dây qua lỗ, nhớ luồn khoảng 4cm ra ngoài - phần này được gọi là bím.
Bước 2: Cuộn dây bím quanh phần lõi, chừa ra từ 1cm đến 2cm và cố định phần còn lại bằng giấy siêu dính.
Bước 3: Dùng đoạn dây dài còn lại quấn phần còn lại của cuộn dây, gắn đầu dài hơn vào một chiếc đinh hoặc đinh để cuộn dây dễ dàng hơn.
Vì cuộn dây dự kiến sẽ có độ tự cảm thấp (khoảng 3,6μH) khi không có máy đo LCR chuyên nghiệp, tốt hơn nên sử dụng GDM, vì máy đo dựa trên bộ điều khiển vi mô phổ biến có độ chính xác rất thấp khi đo điện cảm nhỏ. Một tụ điện 680pF được nối song song với cuộn dây, cùng với một vòng ghép nối nhỏ. Mạch này nhúng ở 3,5MHz (bên phải), đặt các giá trị này vào một máy tính cộng hưởng cho chúng ta khoảng 3μH. Bên trái, máy đo được đặt ở một tần số khác, nằm ngoài cộng hưởng của mạch.
Các cuộn dây được tính toán có thể cho kết quả rất khác khi được tạo ra trong cuộc sống thực, do điện dung ký sinh và hiện tượng tự cộng hưởng song song do chúng gây ra.