Vsak ljubitelj hobije, ki se želi baviti z radiem, mora v določenem trenutku navijati tuljavo ali dve, pa naj bo to antenska tuljava AM radia, tuljava na toroidnem jedru za pasovni filter v komunikacijskem oddajniku ali tuljava s centralnim dotikom uporaba v hartleyevem oscilatorju. Navijanje tuljav ni težko, a precej dolgotrajno. Obstajajo različni načini izdelave tuljav, odvisno od področja uporabe in induktivnosti. Zračna jedra so najbolj širokopasovna, vendar pridobivanje visokih induktivnosti pomeni uporabo veliko žice, prav tako pa niso najbolj učinkovite pri magnetnem polju, ki uhaja iz tuljave - to uhajajoče magnetno lahko povzroči motnje zaradi indukcije v bližnjih žicah in drugih tuljah.
Navijanje tuljave preko feromagnetne tuljave osredotoči magnetno polje in poveča induktivnost. Razmerje induktivnosti po in pred vstavitvijo jedra s premerom tuljave se imenuje relativna prepustnost (označeno z μ r). Različni pogosto uporabljeni materiali imajo različne relativne prepustnosti, od 4000 za električno jeklo, ki se uporablja v omrežnih transformatorjih, do približno 300 za ferite, ki se uporabljajo v transformatorjih SMPS, in približno 20 za jedra železovega prahu, ki se uporabljajo pri VHF. Vsak material jedra se sme uporabljati samo znotraj določenega frekvenčnega območja, zunaj katerega jedro začne kazati velike izgube. Toroidna jedra z več odprtinami, lonec in druga zaprta jedra zapirajo magnetno polje znotraj jedra, kar povečuje učinkovitost in praktično zmanjšuje motnje na nič. Če želite izvedeti več o induktorjih in njihovem delovanju, sledite povezavi.
Zračni polnilniki
Tuljave z zračnim polnjenjem so dobre za tuljave z nizko induktivnostjo, kjer motnje niso izjemnega pomena. Tuljave z majhno količino zavojev in razmeroma debelo žico so navite na cilindrični predmet, kot je sveder ali pločevinka, ki se nato odstrani in tuljava sama podpira, včasih je tuljava za večjo mehansko stabilnost prevlečena s smolo. Večje tuljave z veliko zavojev so običajno navite na neferomagnetni nastavek, kot je votla plastična cev ali keramični nastavek (za visokonapetostne RF tuljave), nato pa na prve pritrjene z lepilom. Za navijanje jih morate najprej izračunati zahtevani premer žice, ker ima velik vpliv na skupno dolžino tuljave.
Formula za premer žice je
(√I) * 0,6 = d, kjer je I efektivni ali enosmerni tok in d premer žice.
Če se tuljave uporabljajo pri nizki moči, premer žice ni tako pomemben, 0,3 mm je dobro za večino aplikacij in 0,12 mm za pločevinke, če so uporabljene tuljave v tranzistorskih radijskih sprejemnikih. Če se tuljava uporablja pri oscilatorjih, mora biti žica trda, da se preprečijo učinki upogibanja, saj lahko do neke mere spremenijo induktivnost in povzročijo nestabilnost frekvence (vožnja).
Nato morate vedeti, kakšen premer mora imeti tuljava. Za optimalen Q je priporočljivo, da je premer tuljave 50% do 80% dolžine tuljave, ki je odvisna od tega, koliko prostora lahko tuljava zavzame. Če je tuljava samonosna, lahko uporabite vijak ali vijak, navijate zavoje znotraj utorov in odstranite vijak, tako da ga odvijete, medtem ko držite žico tuljave, kar naredi zelo enakomerno in ponovljivo tuljavo.
Spodaj je formula induktivnosti za valjasto tuljavo
L = μ r (n 2. ᴫ 2. R 2 / l) 0,00000126
L je induktivnost v henrih, μ r je relativna prepustnost jedra (1 za zračne, plastične, keramične itd. Tuljave), n je število obratov, π je pi, r je polmer tuljave v metrih (od sredina ožične plasti do sredine navitja) ali polovica premera (od sredine ožične plasti skozi sredino do sredine ožične plasti na drugi strani), l je dolžina navitja v metrov, dolga številka na zadnji strani pa je prepustnost prostega prostora.
Druga formula za induktivnost.
L = (n 2. D 2) / 18d + 40l
Ta formula se uporablja pri navijanju enoslojne enakomerne tuljave z vsemi zavoji, ki so tesno naviti in med njimi ni prostora. Enote so enake kot pri zgornji formuli, razen d, ki je premer tuljave v metrih.
Zelo dober kalkulator za tuljavo je naredil Serge Y. Stroobandt, tu je klicni znak ON4AA.
Kako narediti induktor zračnega jedra
Za navijanje običajne zračne tuljave potrebujete napravo, vir žice, nekaj drobnega brusnega papirja ali nož za modeliranje (ni prikazan) in malo superlepila ali obojestranskega traku, da žico zadržite na svojem mestu.
Po oblikovanju tuljave je čas, da ga navijamo. Če izdelujete zračno tuljavo, je dobro, da jo navijete iz umetne mase, saj je ne-feromagnetnain ne prevaja električne energije, to ne bo vplivalo na delovanje tuljave pri nizkih ravneh moči. Nato odrežite trak obojestranskega traku z dolžino tuljave in ga prilepite na prvega, nato v prvem izvrtajte luknje, kjer se tuljava konča in na pipah, odstranite pokrovni sloj na traku in najprej zavijte s prehodom skozi luknjo, ki ste jo izvrtali, nato pa jo navijajte, kot običajno, bo žico držal dvostranski trak, lahko pa prilepite progo tuljave na prvo po navijanju nekaj zavojev s cianoakrilatnim lepilom, veter preostali del tuljave in lepite vsakih 1 cm (imenovan tudi super lepilo, uporabite rokavice, zelo težko ga je odstraniti s kože in povzroči draženje). Za pipe zavijte dolžino žice skupaj, jo speljite skozi luknjo v prvi in nadaljujte kot običajno. Poskusite zaviti zavoje blizu,po navijanju odstranite emajl s finim brusnim papirjem ali nožem za modeliranje, konce pa kosite s spajkalnikom. Z merilnikom LCR lahko merite induktivnost ali GDM, za uporabo GDM kot naprave za merjenje induktivnosti pa glejte povezani članek.
Spodaj slike razlagajo postopek navijanja induktorja zračnega jedra:
1. korak: Pod dvema slikama je prikazan nekdanji z malo traku, kamor bo žica navita, in luknje, ki držijo žico na mestu.
2. korak: Na spodnji sliki je zaščitni film vzel, navijanje se je začelo in žica za pipo se upogne in zvije skupaj .
3. korak: Nato skozi prvo luknjo vstavite luknjo na drugo stran.
4. korak: Končana tuljava ima žice pokositrene, tako da jih potopi v spajkanje na kos PCB laminata.
5. korak: Na koncu se induktivnost tuljave izmeri z merilnikom LCR. Arduino lahko uporabite tudi za merjenje induktivnosti tuljave ali pa uporabite Grid Dip Meter (GDM).
Navijalne tuljave na feritnih palicah
Navijanje tuljav na feritnih palicah (npr. Feritne antene v radijskih sprejemnikih) je podobno navijanju tuljav z zračnim polnjenjem, toda ker ne morete vrtati skozi feritno palico, se morate zanesti na dvostranski trak ali lepilo, da držite žico tesno. Ker se trak ne drži vedno ferita, je dobro, da palico najprej pokrijete z enim do tremi sloji papirnatega lepilnega traku tik pod mesto, kjer mora tuljava iti, in nanj prilepite trak. Namesto obojestransko lahko z lepilom držite žico na mestu.
Za izračun tuljave uporabite formulo induktivnosti zgoraj najdene valjaste tuljave, za μ r vnesite relativno prepustnost, ki jo najdete v obrazcu ali spletnem kalkulatorju tuljav. Če ste tuljavo zasnovali, jo lahko navijate kot zračne tuljave, vendar obstaja drugačna metoda, hitrejša metoda !
Feritno palico vstavite v električni vrtalnik, tako kot sveder in jo počasi vrtite, palica se bo sama vrtela, tako lahko zelo hitro izdelate visokokakovostne in visoko induktivne tuljave z veliko zavoji! Če imate plastične oblikovalce za palico, jih najprej navijte, nato pa položite na tuljavo in jih prilepite na svoje mesto.
Na levi je tovarniško izdelana antenska tuljava v oddajanem sprejemniku, kjer je tuljava navita na predhodnik, ki je pritrjen na palico s pomočjo plastičnih elementov. Žica se drži na mestu z epoksidno smolo. Na desni je majhna tuljava na feritni palici, narejena po zgoraj opisanih metodah.
Toroidno navijanje jedra
Toroidne tuljave je precej enostavno izračunati, a nekoliko zapleteno za veter. Toroidna jedra imajo široko paleto aplikacij, kot so induktorski filtri v SMPS, RFI dušilke, SMPS močnostni transformatorji, RF vhodni filtri, baluni, tokovni transformatorji in drugi.
Induktivnost toroidne tuljave v nanohenijah (Ko je indeks induktivnosti AL naveden v nH / N 2) lahko izračunamo s to formulo:
L (nH) = A L (nH / N 2) * Obrača 2
Po pretvorbi dobimo formulo za število obratov, potrebnih za zahtevano induktivnost:
Zahtevani zavoji = 1/2
Za navijanje toroidne tuljave potrebujete toroidno jedro, vir žice (dober vir so odklonske tuljave iz starih CRT televizorjev), nekaj drobnega brusnega papirja in malo superlepila.
Za navijanje toroida morate najprej odrezati ustrezno dolžino žice, ker skozi luknjo ne morete spraviti zvitka žice. Za izračun potrebne žice pomnožite obseg preseka obroča s številom potrebnih zavojev. To je v obrazcu včasih navedeno kot mlt (povprečna dolžina na obrat). Na tej spletni strani je spletni kalkulator, ki pomaga pri oblikovanju toroidnih tuljav, samo izberite svoje jedro, vtaknite zahtevano induktivnost in poda potrebno količino žice in zavojev.
1. korak: Najprej skozi konec žice prenesite en konec žice, poskrbite, da štrli približno 4 cm - ta bit se imenuje pigtail.
2. korak: Navijemo pigtail okoli jedra, pustimo od 1 cm do 2 cm, ostalo pa pritrdimo s superlepilom.
3. korak: Preostalo dolžino žice uporabite za navijanje preostale tuljave, daljši konec pritrdite na žebelj ali žebelj za lažje navijanje.
Ker naj bi imela tuljava nizko induktivnost (približno 3,6 μH), če ni profesionalnega merilnika LCR, je bolje uporabiti GDM, saj imajo običajni merilniki na osnovi mikrokrmilnika zelo majhno natančnost pri merjenju majhnih induktivnosti. Na tuljavo je bil vzporedno priključen kondenzator 680pF skupaj z majhno spenjalno zanko. To vezje je bilo namočeno pri 3,5 MHz (desno), tako da te vrednosti v resonančni kalkulator dobijo približno 3 μH. Na levi strani je merilnik nastavljen na drugačno frekvenco, zunaj resonance vezja.
Izračunane tuljave lahko v resničnem življenju dajo zelo različne rezultate zaradi parazitskih kapacitivnosti in vzporedne samoresonance, ki jih povzročajo.