Κάθε χομπίστες που θέλει να κάνει ραδιόφωνο στο ραδιόφωνο πρέπει - σε κάποιο σημείο - να τυλίξει ένα πηνίο ή δύο, είτε πρόκειται για το πηνίο κεραίας ενός ραδιοφώνου AM, ένα πηνίο σε έναν δακτυλιοειδή πυρήνα για ένα φίλτρο ζώνης ζώνης σε έναν πομποδέκτη επικοινωνιών ή ένα κεντρικό πηνίο για χρήση σε ταλαντωτή hartley. Η περιέλιξη των πηνίων δεν είναι δύσκολη αλλά αρκετά χρονοβόρα. Υπάρχουν διαφορετικές μέθοδοι κατασκευής πηνίων, ανάλογα με την περιοχή χρήσης και την απαιτούμενη επαγωγή. Οι πυρήνες αέρα είναι οι πιο ευρυζωνικές, αλλά η λήψη υψηλών επαγωγών σημαίνει τη χρήση πολλών καλωδίων, αλλά επίσης δεν είναι η πιο αποτελεσματική στο μαγνητικό πεδίο που διαφεύγει από το πηνίο - αυτό το μαγνητικό διαφυγής μπορεί να προκαλέσει παρεμβολές με την επαγωγή σε κοντινά καλώδια και άλλα πηνία.
Το τύλιγμα ενός πηνίου, πάνω από ένα σιδηρομαγνητικό πηνίο εστιάζει το μαγνητικό πεδίο, αυξάνοντας την επαγωγή. Ο λόγος της επαγωγής μετά και πριν από έναν πυρήνα με τη διάμετρο του πηνίου έχει εισαχθεί μέσα του ονομάζεται σχετική διαπερατότητα (υποδηλώνεται μ r). Διαφορετικά υλικά που χρησιμοποιούνται συνήθως έχουν διαφορετικές σχετικές διαπερατότητες, που κυμαίνονται από 4000 για ηλεκτρικό χάλυβα που χρησιμοποιείται σε μετασχηματιστές δικτύου, έως περίπου 300 για φερρίτες που χρησιμοποιούνται σε μετασχηματιστές SMPS και περίπου 20 για πυρήνες σκόνης σιδήρου που χρησιμοποιούνται στο VHF. Κάθε υλικό πυρήνα πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο εντός του καθορισμένου εύρους συχνοτήτων, εκτός του οποίου ο πυρήνας αρχίζει να παρουσιάζει υψηλές απώλειες. Τοροειδείς πυρήνες πολλαπλών διαφράγματος, δοχείο και άλλοι κλειστοί πυρήνες περικλείουν το μαγνητικό πεδίο μέσα στον πυρήνα, αυξάνοντας την αποτελεσματικότητα και μειώνοντας ουσιαστικά τις παρεμβολές στο μηδέν. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τους επαγωγείς και τη λειτουργία του, ακολουθήστε τον σύνδεσμο.
Επαγωγείς αεραγωγών
Τα πηνία με πυρήνα αέρα είναι καλά για πηνία χαμηλής επαγωγής, όπου οι παρεμβολές δεν είναι υψίστης σημασίας. Τα πηνία με μια μικρή ποσότητα στροφών και σχετικά παχύ σύρμα τυλίγονται πάνω σε ένα κυλινδρικό αντικείμενο όπως ένα τρυπάνι ή δοχείο, το οποίο στη συνέχεια αφαιρείται και το πηνίο στηρίζεται, μερικές φορές το πηνίο επικαλύπτεται σε ρητίνη για μεγαλύτερη μηχανική σταθερότητα. Τα μεγαλύτερα πηνία με πολλές στροφές τυλίγονται συνήθως πάνω σε ένα μη σιδηρομαγνητικό δοχείο, όπως ένας κοίλος πλαστικός σωλήνας ή ένας κεραμικός σωλήνας (για πηνία RF υψηλής ισχύος) και στη συνέχεια ασφαλίζεται στον πρώτο με κόλλα. Για να τα τυλίξετε πρέπει πρώτα να υπολογίσετε την απαιτούμενη διάμετρο καλωδίου, επειδή έχει μεγάλη επιρροή στο συνολικό μήκος του πηνίου.
Ο τύπος για τη διάμετρο του σύρματος είναι
(√I) * 0,6 = d, όπου I είναι RMS ή ρεύμα DC και d είναι διάμετρος καλωδίου.
Εάν τα πηνία χρησιμοποιούνται σε επίπεδα χαμηλής ισχύος, η διάμετρος του καλωδίου δεν είναι τόσο μεγάλη σημασία, 0,3 mm είναι καλό για τις περισσότερες εφαρμογές και 0,12 mm είναι καλό για κονσέρβες, εάν τα πηνία που χρησιμοποιούνται είναι σε ραδιοφωνικούς δέκτες τρανζίστορ. Εάν το πηνίο χρησιμοποιείται στην υπηρεσία ταλαντωτών, το καλώδιο πρέπει να είναι άκαμπτο, για να αποφευχθούν τα φαινόμενα στρέβλωσης, καθώς μπορούν να αλλάξουν την επαγωγή σε κάποιο βαθμό και να προκαλέσουν αστάθεια συχνότητας (οδήγηση).
Στη συνέχεια, πρέπει να γνωρίζετε ποια διάμετρο πρέπει να έχει το πηνίο. Συνιστάται η διάμετρος του πηνίου να είναι 50% έως 80% μήκος πηνίου για βέλτιστο Q και αυτά εξαρτώνται από το πόσο χώρο μπορεί να καταλάβει το πηνίο. Εάν το πηνίο είναι αυτοφερόμενο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα μπουλόνι ή μια βίδα, να τυλίξετε τις στροφές μέσα στις αυλακώσεις και να αφαιρέσετε το μπουλόνι ξεβιδώνοντας το ενώ κρατάτε το σύρμα του πηνίου, αυτό κάνει ένα πολύ ομοιόμορφο και αναπαραγώγιμο πηνίο.
Παρακάτω είναι ο τύπος επαγωγής για ένα κυλινδρικό πηνίο
L = μ r (n 2. ᴫ 2. R 2 / l) 0,00000126
Το L είναι αυτεπαγωγή στα henries, το μ r είναι σχετική διαπερατότητα του πυρήνα (1 για πηνία αέρα, πλαστικού, κεραμικού κ.λπ.), n είναι ο αριθμός στροφών, π είναι pi, r είναι η ακτίνα του πηνίου σε μέτρα (από το μέσο του στρώματος καλωδίωσης στο μέσο της περιέλιξης) ή το ήμισυ της διαμέτρου (από τη μέση του στρώματος καλωδίωσης έως τη μέση έως τη μέση του στρώματος καλωδίωσης στην άλλη πλευρά), l είναι το μήκος της περιέλιξης στο μέτρα, και ο μεγάλος αριθμός στο πίσω μέρος είναι η διαπερατότητα του ελεύθερου χώρου.
Μια άλλη φόρμουλα για επαγωγή.
L = (n 2. D 2) / 18d + 40l
Αυτή η φόρμουλα χρησιμοποιείται όταν τυλίγεται ένα μονόστρωμα ομοιόμορφο πηνίο με όλες τις στροφές να τυλίγονται στενά χωρίς κενό μεταξύ τους. Οι μονάδες είναι ίδιες με τον παραπάνω τύπο, εκτός από το d που έχει διάμετρο πηνίου σε μέτρα.
Ένας πολύ καλός υπολογιστής για πηνίο έχει φτιαχτεί από τον Serge Y. Stroobandt, διακριτικό ON4AA εδώ.
Πώς να φτιάξετε ένα πηνίο αέρα-πυρήνα
Για να τυλίξετε ένα κανονικό πηνίο με αέρα, χρειάζεστε ένα πηνίο, μια πηγή καλωδίου, κάποιο λεπτό γυαλόχαρτο ή ένα μαχαίρι μοντελοποίησης (δεν φαίνεται) και λίγο υπερκείμενο ή ταινία διπλής όψης για να συγκρατήσετε το καλώδιο στη θέση του.
Μετά το σχεδιασμό του πηνίου είναι καιρός να το τυλίξετε. Εάν φτιάχνετε ένα πηνίο με πυρήνα αέρα, είναι καλή ιδέα να χρησιμοποιήσετε ένα πλαστικό δοχείο για να το τυλίξετε, καθώς το πλαστικό δοχείο είναι μη σιδηρομαγνητικόκαι δεν μεταφέρει ηλεκτρισμό δεν θα επηρεάσει την απόδοση του πηνίου σε χαμηλά επίπεδα ισχύος. Στη συνέχεια, κόψτε μια ταινία ταινίας διπλής όψης με το μήκος του πηνίου και κολλήστε την στην πρώτη, στη συνέχεια ανοίξτε τρύπες στην πρώτη όπου τελειώνει το πηνίο και βρύσες, βγάλτε το κάλυμμα της ταινίας και αρχίστε να τυλίγετε, πρώτα περνώντας το μέσα από την τρύπα που τρυπήσατε και στη συνέχεια τυλίγοντας, όπως συνήθως, το σύρμα θα συγκρατηθεί από την ταινία διπλής όψης, εναλλακτικά, μπορείτε να κολλήσετε το ικετεύοντας του πηνίου στο πρώτο αφού τυλίξετε μερικές στροφές με κυανοακρυλική κόλλα, άνεμο το υπόλοιπο πηνίο και κόλλα κάθε 1cm (ονομάζεται επίσης σούπερ κόλλα, χρησιμοποιείτε γάντια, είναι πολύ δύσκολο να αφαιρεθεί από το δέρμα και προκαλεί ερεθισμό). Για βρύσες, στρίψτε το μήκος του σύρματος μαζί, περάστε το μέσα από την οπή στο πρώτο και συνεχίστε όπως συνήθως Προσπαθήστε να κλείσετε τις στροφές κοντά,μετά την περιέλιξη αφαιρέστε το σμάλτο χρησιμοποιώντας λεπτό γυαλόχαρτο ή ένα μαχαίρι μοντελοποίησης και κονσερβοποιήστε τα άκρα με ένα κολλητήρι. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν μετρητή LCR για να μετρήσετε την επαγωγικότητα ή ένα GDM, για να χρησιμοποιήσετε ένα GDM ως συσκευή μέτρησης επαγωγής δείτε το συνδεδεμένο άρθρο.
Οι παρακάτω εικόνες εξηγούν τη διαδικασία τυλίγματος ενός πηνίου αέρα-πυρήνα:
Βήμα 1: Παρακάτω δύο εικόνες δείχνουν τον Πρώην με λίγο ταινία όπου το καλώδιο θα τυλιχτεί και Τρύπες για να κρατήσει το καλώδιο στη θέση του.
Βήμα 2: Στην παρακάτω εικόνα έχει αφαιρεθεί η προστατευτική μεμβράνη, ξεκίνησε η περιέλιξη και το σύρμα για μια βρύση λυγίζει και στρίβεται μαζί .
Βήμα 3: Στη συνέχεια, βάλτε μια τρύπα στην πρώτη και έξω από την άλλη πλευρά.
Βήμα 4: Το τελειωμένο πηνίο έχει τα καλώδια του κονσερβοποιημένα βυθίζοντας τα σε συγκολλήσεις σε ένα κομμάτι πλαστικοποίησης PCB.
Βήμα 5: Τέλος, η επαγωγή πηνίου μετριέται χρησιμοποιώντας μετρητή LCR. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε ένα Arduino για να μετρήσετε την αυτεπαγωγή ενός πηνίου ή να χρησιμοποιήσετε ένα Grid Dip Meter (GDM).
Πηνίο περιέλιξης σε φερρίτη
Τα πηνία περιέλιξης σε ράβδους φερρίτη (για παράδειγμα Ferrite Rod Antennas σε ραδιοφωνικούς δέκτες) είναι παρόμοια με τα τυλίγματα πηνίων με αέρα, αλλά επειδή δεν μπορείτε να τρυπήσετε μέσα από μια ράβδο Ferrite, πρέπει να βασιστείτε στην ταινία διπλής όψης ή στην κόλλα για να κρατήσετε το σύρμα σφιχτά. Δεδομένου ότι η ταινία δεν κολλάει πάντα στον φερρίτη, είναι καλή ιδέα να καλύψετε πρώτα τη ράβδο με ένα έως τρία στρώματα ταινίας κάλυψης χαρτιού ακριβώς κάτω από το σημείο όπου πρέπει να πάει το πηνίο και να κολλήσει την ταινία πάνω του. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε σούπερ κόλλα για να συγκρατήσετε το καλώδιο στη θέση του αντί για διπλής όψης.
Για τον υπολογισμό του πηνίου χρησιμοποιήστε τον τύπο επαγωγής για ένα κυλινδρικό πηνίο που βρίσκεται παραπάνω, για μ r εισάγετε τη σχετική διαπερατότητα που βρίσκεται στο φύλλο δεδομένων ή σε ηλεκτρονική αριθμομηχανή πηνίου. Εάν σχεδιάσατε το πηνίο, μπορείτε να το τυλίξετε όπως τα πηνία με αέρα, αλλά υπάρχει μια διαφορετική μέθοδος, ταχύτερη μέθοδος !
Βάλτε τη ράβδο φερρίτη σε ένα ηλεκτρικό τρυπάνι, ακριβώς όπως ένα τρυπάνι και περιστρέψτε το αργά, η ράβδος θα περιστραφεί μόνη της, με αυτόν τον τρόπο μπορείτε να φτιάξετε πηνία υψηλής ποιότητας και υψηλής επαγωγής με πολλές στροφές πολύ γρήγορα! Εάν έχετε πλαστικούς σχηματιστές για τη ράβδο, τυλίξτε τους πρώτα και μετά τοποθετήστε τους στο πηνίο και κολλήστε τους στη θέση τους.
Αριστερά βρίσκεται ένα εργοστασιακό πηνίο κεραίας σε ένα δέκτη εκπομπής, όπου το πηνίο τυλίγεται σε ένα πρώτο που στερεώνεται στη ράβδο χρησιμοποιώντας πλαστικά στοιχεία. Το σύρμα συγκρατείται στη θέση του με εποξειδική ρητίνη. Στα δεξιά, υπάρχει ένα μικρό πηνίο σε μια ράβδο φερρίτη που κατασκευάζεται με τις μεθόδους που περιγράφονται παραπάνω.
Τοροειδές πυρήνα
Τα τοροειδή πηνία είναι αρκετά εύκολο να υπολογιστούν, αλλά είναι λίγο δύσκολο στον άνεμο. Οι τοροειδείς πυρήνες έχουν μια μεγάλη ποικιλία εφαρμογών, όπως πηνία φίλτρου σε SMPS, πνιγμούς RFI, μετασχηματιστές ισχύος SMPS, φίλτρα εισόδου RF, baluns, μετασχηματιστές ρεύματος και άλλα.
Η τοροειδής επαγωγή πηνίου στα νανογεννήρια (Όταν ο δείκτης επαγωγής AL παρέχεται σε nH / N 2) μπορεί να υπολογιστεί με αυτόν τον τύπο:
L (nH) = A L (nH / N 2) * Γυρίζει 2
Μετά τη μετατροπή, λαμβάνουμε έναν τύπο για τον αριθμό στροφών που απαιτούνται για την απαιτούμενη επαγωγή:
Απαιτούμενες στροφές = 1/2
Για να τυλίξετε ένα σπειροειδές πηνίο χρειάζεστε ένα σπειροειδές πυρήνα, μια πηγή καλωδίου (τα πηνία εκτροπής από παλιές τηλεοράσεις CRT είναι μια καλή πηγή αυτού), κάποιο λεπτό γυαλόχαρτο και λίγο superglue.
Για να τυλίξετε ένα σπειροειδές πρέπει πρώτα να κόψετε ένα κατάλληλο μήκος καλωδίου, επειδή δεν μπορείτε να περάσετε ένα ρολό σύρματος μέσα από την τρύπα. Για τον υπολογισμό του καλωδίου που απαιτείται, πολλαπλασιάστε την περιφέρεια της διατομής του δακτυλίου με τον αριθμό των απαιτούμενων στροφών. Αυτό αναφέρεται μερικές φορές στο φύλλο δεδομένων ως mlt (μέσο μήκος ανά στροφή). Σε αυτόν τον ιστότοπο, υπάρχει μια ηλεκτρονική αριθμομηχανή που βοηθά στη σχεδίαση των σπειροειδών πηνίων, απλώς επιλέξτε τον πυρήνα σας, συνδέστε την απαιτούμενη επαγωγή και δίνει την απαιτούμενη ποσότητα καλωδίου και στροφών.
Βήμα 1: Αρχικά περάστε το ένα άκρο του καλωδίου μέσα από την οπή, βεβαιωθείτε ότι περίπου 4 εκατοστά προεξέχει - αυτό το κομμάτι ονομάζεται πλεξίδα.
Βήμα 2: Τυλίξτε την πλεξίδα γύρω από τον πυρήνα, αφήστε 1 εκατοστό έως 2 εκατοστά μακριά και ασφαλίστε το υπόλοιπο με superglue
Βήμα 3: Χρησιμοποιήστε το υπόλοιπο μήκος καλωδίου για να τυλίξετε το υπόλοιπο πηνίο, συνδέστε το μακρύτερο άκρο σε ένα καρφί ή ένα καρφί για ευκολότερη περιέλιξη.
Δεδομένου ότι το πηνίο αναμένεται να έχει χαμηλή αυτεπαγωγή (περίπου 3,6μH) απουσία επαγγελματικού μετρητή LCR, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείτε GDM, καθώς οι συνηθισμένοι μετρητές με μικροελεγκτή έχουν πολύ χαμηλή ακρίβεια κατά τη μέτρηση μικρών επαγωγών. Ένας πυκνωτής 680pF συνδέθηκε παράλληλα στο πηνίο, μαζί με έναν μικρό βρόχο ζεύξης. Αυτό το κύκλωμα βυθίστηκε στα 3,5MHz (δεξιά), τοποθετώντας αυτές τις τιμές σε μια αριθμομηχανή συντονισμού μας δίνει περίπου 3μH. Στα αριστερά, ο μετρητής έχει ρυθμιστεί σε διαφορετική συχνότητα, εκτός του συντονισμού κυκλώματος.
Τα υπολογισμένα πηνία μπορούν να δώσουν πολύ διαφορετικά αποτελέσματα όταν γίνονται στην πραγματική ζωή, λόγω παρασιτικών χωρητικοτήτων και παράλληλου αυτο-συντονισμού που προκαλούνται από αυτά.