Дросселем называется катушка индуктивности определенной конструкции и номинала, предназначенная для установки в электротехнических и электронных схемах. Дроссель электрический требуется отличать от аналога, используемого в электронных устройствах с учетом их конструктивных особенностей. Для понимания, в чем состоят различия этих двух изделий, придется ознакомиться с принципом работы и существующими разновидностями.
Принцип работы
Дроссель электрический
Принцип работы дросселей в электрической схеме можно объяснить так:
- при протекании переменного тока через индуктивный элемент скорость его нарастания замедляется, что приводит к аккумулированию энергии в магнитном поле катушки,
- объясняется это действием закона Ленца, согласно которому ток в индуктивности не может изменяться мгновенно,
- нарушение этого правила привело бы к недопустимому нарастанию напряжения, что физически невозможно.
Другой отличительной особенностью, поясняющей принцип работы индуктивности, является эффект самоиндукции, теоретически обоснованный Фарадеем. На практике он проявляется как наведение в катушке собственной ЭДС, имеющей противоположную полярность. За счет этого эффекта через индуктивность начинает течь ток, препятствующий нарастанию вызвавшего его полевого образования.
Указанное свойство позволяет применять индуктивные элементы в электротехнике для сглаживания низкочастотных пульсаций. Для них индуктивность представляется большим сопротивлением.
Использование в других технических областях (в высокочастотных устройствах, например) дроссель обеспечивает развязку основной электронной схемы от вспомогательных (низкочастотных) цепей.
Технические характеристики
Технические характеристики компенсационных дросселей
Основным техническим параметром дросселя в электротехнике и электронике, полностью характеризующим его функциональность, является величина индуктивности. Этим он напоминает обычную катушку, применяемую в различных электрических схемах. И в том и другом случае за единицу измерения принимается Генри, обозначаемый как Гн.
Еще один параметр, описывающий поведение дросселя в различных цепях – его электрическое сопротивление, измеряемое в Омах. При желании его всегда удается проверить посредством обычного тестера (мультиметра). Для полноты описания работы этого элемента потребуется добавить такие показатели:
- допустимое (предельное) напряжение,
- номинальный ток подмагничивания,
- добротность образуемого катушкой контура.
Дроссель цепи постоянного тока СТА-ФТП-93 93 кВт
Указанные характеристики дросселей позволяют разнообразить их ассортимент и использовать для решения самых различных инженерных задач.
Разновидности дросселей
По виду электрических цепей, в которых устанавливаются дроссельные элементы, классификация следующая:
- низкочастотные индуктивности,
- высокочастотные катушки,
- дроссели в цепях постоянного тока.
Низкочастотные элементы внешне напоминают обычный трансформатор, у которого имеется всего лишь одна обмотка. Их катушка навита на пластиковом каркасе с размещенным внутри сердечником, изготовленным из трансформаторной стали.
Стальные пластины надежно изолированы одна от другой, что позволяет снизить уровень вихревых токов.
Катушка индуктивности для НЧ динамика, сабвуфера, низких частот, провод ПЭТВ 1,25мм
Дроссельные НЧ катушки обычно имеют большую индуктивность (более 1 Гн) и препятствуют прохождению токов сетевых частот 50-60 Герц через участки цепей, где они установлены.
Еще одна разновидность индуктивных изделий – высокочастотные дроссели, витки которых навиваются на ферритовом или стальном сердечнике. Существуют разновидности ВЧ изделий, которые работают без ферромагнитных оснований, а провода в них наматываются просто на пластмассовый каркас. При секционной намотке, применяемой в схемах среднечастотного диапазона, витки провода распределяются по отдельным секциям катушки.
Электротехнические изделия с ферромагнитным сердечником имеют меньшие габариты, чем простые дроссели той же индуктивности. Для работы на высоких частотах применяются сердечники ферритовые или из диэлектрических составов, отличающихся малой собственной емкостью. Такие дроссели используются в довольно широком диапазоне частот.
Некоторые из них изготавливаются в виде толстой витой проволоки, совсем не имеющей каркаса.
Дроссель постоянного тока в основном применяется для сглаживания пульсаций, появляющихся после его выпрямления в специальных схемах.
Применение индуктивных элементов и их графическое обозначение
Назначение дросселя в импульсных схемах питания блокировать резкие всплески от трансформатора
Электрические дроссели, работающие в цепях переменного тока, традиционно применяются в следующих случаях:
- для развязки вторичных цепей импульсных источников питания,
- в обратноходовых преобразователях или бустерах,
- в балластных схемах люминесцентных ламп, обеспечивающих быстрый запуск,
- для запуска электрических двигателей.
В последнем случае они используются в качестве ограничителей пусковых и тормозных токов.
Электротехнические изделия, устанавливаемые в электрических приводах мощностью до 30 кВт, по своему виду напоминают классический трехфазный трансформатор.
Так называемые дроссели насыщения используются в типовых обратноходовых стабилизаторах напряжения, а также в феррорезонансных преобразователях и магнитных усилителях. В последнем случае возможность намагничивания сердечника позволяет изменять индуктивное сопротивление действующих цепей в широких пределах. Сглаживающие дроссели применяются для снижения уровня пульсаций в выпрямительных цепях.
Источники питания с такими элементами до сих пор встречаются в электротехнической практике. Для запуска люминесцентных ламп все чаще используется «электронный» балласт, постепенно вытесняющий намоточные изделия. Его применение объясняется следующими преимуществами:
- низкий вес,
- эксплуатационная надежность,
- отсутствие характерного для обычных дросселей гудения.
Для обозначения дросселя на электротехнических и электронных схемах используются значки, представляющие собой отрезок витого проводника. Для катушек с сердечником внутри намотки дополнительно ставится черточка, а в бескаркасном варианте исполнения она отсутствует.