Начинающие электромонтажники при работе с таким распространенным элементом, как дроссель испытывают определенные сложности. Поэтому желательно более подробно разобраться в том, что представляет собой этот радиоэлемент и какую функцию он выполняет в электрических схемах.
Что такое дроссель
С практической и конструктивной точек зрения дроссель – это намотанная на магнитный или стальной сердечник катушка из медного провода определенного сечения.
Дополнительная информация: Существуют разновидности этого элемента, вообще не имеющие сердечника.
При пропускании через катушку переменного тока или при резкой коммутации постоянного вокруг нее образуется электромагнитное поле. Важно отметить, что вся забираемая в момент подключения энергия тратится именно на его формирование.
Согласно закону индукции, открытому М. Фарадеем (а затем теоретически подтвержденному Д. Максвеллом) образующееся в начальный момент поле будет противодействовать нарастанию тока в катушке. Иными словами, в этот момент поток электронов через дроссель не будет успевать за изменениями напряжения (специалисты говорят "отстает от него по фазе").
Области применения
Если представить себе импульсный характер изменения подаваемого на дроссель напряжения, то можно обнаружить интересный эффект. За счет "задержки" тока он полностью поглотит (как говорят – "сгладит") поступивший в линию импульс и будет работать как фильтрующий элемент. Эта особенность широко используется в сетевых фильтрах, хорошо устраняющих импульсные помехи и случайные "провалы" напряжения в сети. Ниже приведены эпюры его изменения на выходе цепи с дроссельной катушкой при подаче на вход импульса от источника постоянного тока (его включении и выключении).
Это свойство позволяет создавать на основе дроссельных катушек понижающие преобразователи с регулируемым выходным напряжением. В их схеме во входных цепях формируются ВЧ импульсы, которые с определенной частотой подаются на дроссельный элемент. За счет задержки тока последний выдает на выходе выпрямленное (сглаженное напряжение), управлять величиной которого можно изменением частоты следования импульсов или их длительности (фото ниже).
Технические характеристики
Для количественной оценки электромагнитных свойств дросселя используется особая характеристика, называемая индуктивностью L. В честь американского ученого Д. Генри, изучавшего свойства электромагнитов, единица измерения индуктивности была названа его именем (обозначается как "H").
Справедливы следующие утверждения:
- чем этот показатель больше – тем сильнее образованное катушкой магнитное поле при одном и том же значении тока;
- с возрастанием L увеличивается количество энергии, которое потребуется для создания электромагнитного поля;
- чем больше витков в дроссельной обмотке – тем большим значением индуктивности она обладает.
Обратите внимание: При помещении в нее магнитного сердечника индуктивность увеличивается многократно.
При очень больших значениях L дроссель в состоянии блокировать протекание ВЧ составляющих тока. Это свойство широко используется с целью фильтрации сигналов и разделения цепей.
