Cívka
Z Multimediaexpo.cz
Cívka je elektrotechnická součástka používaná v elektrických obvodech:
- k vytvoření magnetického pole elektrického proudu, které se dále využívá k působení magnetickou silou - cívka slouží jako elektromagnet,
- k indukci elektrického proudu proměnným magnetickým polem - cívka slouží jako induktor (nositel indukčnosti).
Obsah |
Stavba cívky
Cívka se skládá z vodiče navinutého na izolační nosnou kostru. Vinutí může být jednovrstvé nebo vícevrstvé. V případě vícevrstvých vysokofrekvenčních cívek je třeba použít tzv. křížové vinutí, aby se omezila vlastní elektrická kapacita cívky. Navinutý vodič může být i samonosný - bez kostry. Vodič v cívce má mít co nejmenší rezistivitu, aby v cívce nedocházelo k velkým tepelným ztrátám. Nejčasteji používaným materiálem je měď. Ke zvětšení magnetických vlastností se dovnitř cívky vkládá jádro z magneticky měkké oceli, tzn. z feromagnetické látky s malou remanentní magnetizací. K omezení vzniku vířivých proudů v jádře se jádro skládá z několika vrstev oddělených izolantem nebo z jemných železných částeček spojených izolační hmotou (tzv. železové jádro).
Druhy cívek
Podle rozměrů a tvaru lze rozlišit obyčejnou cívku, solenoid - velmi dlouhá cívka, toroid - cívka stočená do kruhu. Cívky lze rozdělit podle frekvence střídavého proudu, pro kterou je určena - nízkofrekvenční cívky a vysokofrekvenční cívky.
Parametry cívky
- Počet závitů
- Geometrické vlastnosti (počet závitů na jednotku délky, délka, obsah průřezu)
- Indukčnost - vyjadřuje velikost magnetického indukčního toku při jednotkovém elektrickém proudu
- Maximální zatížení - největší možný výkon elektrického proudu nepoškozující cívku
- Maximální proud - největší proud, který může procházet cívkou
Cívka v elektrickém obvodu
Elektrotechnická značka
Cívka ve stejnosměrném obvodu
V obvodu stálého stejnosměrného proudu se cívka projevuje pouze svým elektrickým odporem. Kolem cívky se průchodem stejnosměrného proudu vytváří stálé magnetické pole. Magnetický indukční tok závisí přímo úměrně na indukčnosti cívky a velikosti proudu. Indukčnost cívky a tím i magnetické pole je možno zesílit vložením jádra-magnetického obvodu do cívky.
Cívka ve střídavém obvodu
V obvodu střídavého proudu vzniká kolem cívky proměnné magnetické pole, které v cívce indukuje elektromotorické napětí. Indukované napětí působí vždy proti změnám, které je vyvolaly (Lenzův zákon), což má za následek vznik impedance, u cívky nazývané induktance, tj. odpor cívky proti průchodu střídavého proudu. Induktance závisí přímo úměrně na indukčnosti cívky a frekvenci střídavého proudu. Cívka rovněž způsobuje fázový posuv střídavého proudu oproti střídavému napětí o π/2 neboli 1/4 periody. Proměnného magnetického pole kolem cívky se využívá také v transformátorech při transformaci střídavého elektrického proudu a napětí mezi dvěma obvody. Způsob a velikost transformace ovlivňuje poměr počtu závitů sekundární a primární cívky transformátoru, celková energie transformace je však také výrazně limitována celkovou velikostí a kvalitou magnetického obvodu transformátoru.
Cívka v kmitavém obvodu
Důležitou úlohu hraje cívka u elektromagnetického kmitání (rezonance). To vzniká v obvodu s kondenzátorem a cívkou (LC obvody), kde se periodicky opakuje přeměna elektrické energie na magnetickou a opačně. Frekvence elektromagnetického kmitání závisí mj. také na indukčnosti cívky.
Spojování cívek
Při sériovém zapojení cívek se zvětšuje celková indukčnost:
- \(L = L_1 + L_2 + ...\), (za předpokladu, že se cívky vzájemně nevážou, tedy nemají společný tok).
Indukčnost dvou sériově řazených cívek se vzájemnou indukčností M = L12 = L21:
- \(L = L_1 + L_2 +- 2M\) (znaménko volit podle polarity vzájemné vazby).
při paralelním zapojení se celková indukčnost zmenšuje:
- \(\frac {1}{L} = \frac {1}{L_1} + \frac {1}{L_2} + ...\)
Použití cívky
Cívku lze používat jako samostatnou součástku (elektromagnet, tlumivka) nebo jako součást složeného elektrického zařízení (elektromagnetické relé, transformátor, reproduktor).
- Cívka jako elektromagnet - využívá se magnetická síla magnetického pole kolem cívky v zařízeních jako např.
- elektromotor
- zvonek
- reproduktor
- elektromagnetické relé
- elektromagnetický jeřáb
- vychylovací cívky v monitorech
- zapisovací hlavičky v pevných discích
- deprézské měřící přístroje (galvanometr, ampérmetr, voltmetr, ad.)
- Výhodou elektromagnetu je to, že magnetické pole je dočasné, dá se snadno měnit jeho velikost, příp. směr.
- Cívka jako induktor - využívá se elektrické napětí indukované proměnným magnetickým polem kolem cívky
- tlumivka - cívka působí proti prudkým změnám v elektrickém obvodu (např. zapnutí/vypnutí obvodu, elektrický výboj, ap.). Změny v elektrickém obvodu vyvolávají změnu magnetického pole kolem cívky a následně se v cívce indukuje elektromotorické napětí působící vždy proti změnám, které je vyvolaly.
- transformátor - obsahuje dvě nebo více cívek na společném jádře. Změnou elektrického proudu (střídavým proudem) v jedné cívce se indukuje elektrický proud v druhé cívce, dochází k transformaci proudu a napětí.
- čtecí hlavičky v pevných discích
- v elektromagnetických oscilačních obvodech - cívka a kondenzátor jsou nezbytné součástky pro vznik elektromagnetických kmitů v obvodu (rezonanční LC obvody).
Související články
Literatura
- Faktor Zdeněk: Transformátory a cívky - vlastnosti materiálů a efektivní návrh transformátorů, BEN - technická literatura, 2002, ISBN 80-86056-49-X
- Faktor Zdeněk: Faktor Zdeněk: Transformátory a tlumivky pro spínané napájecí zdroje - teorie, příklady návrhu, měření, BEN - technická literatura, 2002, ISBN 80-86056-91-0
|
| Náklady na energie a provoz naší encyklopedie prudce vzrostly. Potřebujeme vaši podporu... Kolik ?? To je na Vás. Náš FIO účet — 2500575897 / 2010 |
|---|
| Informace o článku.
Článek je převzat z Wikipedie, otevřené encyklopedie, do které přispívají dobrovolníci z celého světa. |