Катушка индуктивности — элемент электрической цепи, предназначенный для накопления энергии магнитного поля.
Вокруг проводника с током всегда существует магнитное поле, характеризующееся в каждой точке его определенным значением магнитной индукции. Магнитное поле тока усиливается, когда проводник свернут в виде спирали или когда из него намотана катушка.
Для создания магнитного поля затрачивается электрическая энергия, поступающая от источника питания. Эта энергия превращается в энергию магнитного поля.
Энергия магнитного поля катушки пропорциональна квадрату протекающего по катушке тока и величине, называемой индуктивностью катушки. Индуктивность катушки зависит от числа витков, площади витков, расстояния между витками, материала сердечника.
При замыкании цепи в катушке происходят изменения связанного с ней магнитного поля, в витках катушки индуцируется электродвижущая сила (ЭДС). Величина возникающей ЭДС пропорциональна индуктивности катушки и скорости изменения тока в ней. Когда ток в катушке увеличивается или уменьшается на 1 А за 1 с, при этом в катушке возникает ЭДС, равная 1 В, индуктивность такой катушки принимается равной 1 Гн.
Для измерения малых индуктивностей используют дробные единицы: 1 миллигенри (мГн) = 10"~3 Гн, 1 микрогенри (мкГн) = = 10_6 Гн, 1 наногенри (нГн) = 10~9 мкГн.
В радиоэлектронных устройствах используют катушки различных конструкций. Катушки являются составными элементами цепей, называемых колебательными контурами.
Катушки малой индуктивности — бескаркасные, однослойные, наматывают их достаточно толстым проводом (рис. 9, а). Большинство же катушек наматывают на каркас из диэлектрика (рис. 9, б). Намотка может быть рядовой, виток к витку, выполненной «внавал» (рис. 9, в), т. е. с любым возможным пересечением проводов, или быть типа «универсаль» (рис. 9, г), когда провода соседних слоев располагаются под прямым углом друг к другу.
Для увеличения индуктивности катушек их наматывают на ферритовые стержни или вводят сердечники внутрь каркасов. Сердечники внутри каркасов являются винтовыми, что позволяет плавно регулировать индуктивности катушек. Значительно увеличивается индуктивность катушки при применении броневых сердечников из феррита в виде цилиндрической коробки (рис. 9, д). Броневой сердечник образует в этом случае замкнутый магнито-провод, по которому замыкаются линии магнитной индукции. Индуктивность катушки можно регулировать перемещением сердечника.
Кроме контурных катушек, в радиоэлектронной аппаратуре широко применяются катушки, называемые дросселями высокой частоты. Эти катушки обладают малым сопротивлением постоянному току и большим сопротивлением переменному току высокой частоты. Для увеличения индуктивности их наматывают на ферритовые сердечники. Маркировка ферритов — буквенно-цифровая. Число в начале маркировки указывает, во сколько раз усиливается магнитное поле катушки при введении ферритового сердечника. После него следуют буквы: НМ — низкочастотный марганцовоцинковый феррит на рабочую частоту около 100 кГц; НН — низкочастотный никель-цинковый или литий-цинковый феррит на рабочую частоту до нескольких МГц; ВЧ — высокочастотный феррит на рабочую частоту выше 2,5 МГц; СЧ — ферриты, предназначенные для работы на сверхвысоких частотах. После букв ставят цифры, указывающие особенности материала. Например, 2000НМ2, 400НН2, 13ВЧ1.
В цепях выпрямителей переменного тока применяют трансформаторы с сердечниками из листовой стали. Их устанавливают для связи между каскадами усилителей, на выходах усилителей для подключения динамических головок и т. д. В радиотехнике применяют многообмоточные трансформаторы. Магнито-проводы трансформаторов, работающих на высоких частотах, являются ферритовыми. Они могут быть стержневыми, Ш-образ-ными (броневыми) или тороидальными. Площадь поперечного сечения магнитопровода зависит от мощности трансформатора. Чем больше мощность, потребляемая присоединяемым к трансформатору потребителем, тем большим должно быть сечение магнитопровода.
