Cei mai importanţi parametri caracteristici ai unei bobine reale, cu pierderi, sînt:
— inductivitatea (inductanţa) L [H] — definită ca un raport între fluxul magnetic propriu Ф şi curentul l care parcurge bobina (L= Ф/l). Acest parametru depinde de: forma, dimensiunile, numărul de spire al bobinei precum şi de permeabilitatea relativă a mediului (miezului) şi de temperatura de lucru. El caracterizează o bobină ideală şi are valori uzuale (în radioelectronică) de ordinul nH … H;
— rezistenţa totală de pierderi R [Ω] (sau r [Ω]) —determinată atît de pierderile în conductor (prin efect Joule — în cc./c.a. — şi efect pelicular — în c.a.) cît şi de pierderile în materialul magnetic (prin curenţi turbionari şl prin histerezis) şi de rezistenţă de izolaţie. Acest parametru depinde în mod esenţial de frecvenţa de lucru (fiind mai mare la frecvenţe înalte).
De remarcat că inductivitatea L caracterizează comportamentul util al bobinei ca element reactiv, în timp ce rezistenţa de pierderi R caracterizează pierderile de putere activă în bobină;
— factorul de calitate Q [—] — definit la o anumită frecvenţă de lucru ca raportul dintre energia maximă existentă în cîmpul magnetic al bobinei şi energia disipată (de aceasta) sub formă de căldură într-o perioadă.
Bobinele utilizate în echipamentele radioelectronice au, în general, Q=0… 300;
— capacitatea (parazită) proprie, Cp [pF] — determinată de suma capacităţilor distribuite între spirele bobinei precum şi dintre acestea şi masă. Acest parametru depinde în mod esenţial de dimensiunile şi numărul de spire al bobinei, avînd valori de ordinul pF … sute pF;
— stabilitatea (parametrilor bobinei) — definită prin variaţia parametrilor de mai sus în funcţie de timp („îmbâtrînirea”) sau sub influenţa temperaturii, umidităţii, vibraţiilor etc.;
— puterea, tensiunea şi curentul maxim admise pentru a nu produce transformări ireversibile în bobină.
Orice bobină reală (fig. 3.8 a) poate admite două ti-puri de circuite echivalente:
• circuitul echivalent — serie (Ls, Rs ) — fig. 3.8 b
• circuitul echivalent — paralel (Lp, Rp)— fig. 3.8 c
Fig. 3.8. Circuite echivalente ale bobinei reale
Se demonstrează că:
Prin conectarea în serie a două înfăşurări — avînd inductivităţile L1 şi L2 — se obţine o bobină cu inductanţa echivalentă L=L1+L2 (dacă cele două înfăşurări nu sînt cuplate prin cîmp magnetic).
În cazul existenţei unui cuplaj magnetic între bobinele conectate în serie, inductanţa echivalentă este:
L =L1+L2+2M — dacă bobinele au acelaşi sens (fig. 3.9 a)
L’=L1+L2—2M — dacă bobinele au sensuri opuse (fig. 3.9 b)
Fig. 3.9. Circuitul echivalent al unei bobine cu două înfăşurări conectate în serie şi cuplate magnetic.
Sensul unei bobine se referă la curentul electric ce o parcurge, deci la fluxul magnetic obţinut. De regulă, se indică pe schemele cu inductanţe cuplate magnetic, printr-un asterisc (*), punctul de începere a înfăşurărilor (prin care intră curentul electric).
S-au notat:
M=k√L1L2 — inductanţa mutuală (sau de cuplaj) a înfăşurărilor L1 şi L2
k (=0…1) — coeficient de cuplaj al bobinelor depinzînd de geometria şi poziţia relativă a celor două înfăşurări)
Pentru două bobine cuplate magnetic, inductanţa mutuală M este, prin convenţie, pozitivă dacă bobinele implicate au acelaşi sens şi negativă — în caz contrar (v. fig. 3.9).
Un caz particular al situaţiei precedente îl reprezintă circuitul din fig. 3.10, la care punctul median al înfăşurărilor (de obicei o „priză”) constituie borna de intrare I (borna 2 avînd rol de ieşire). Intrucît înfăşurările L1 şi L2 sînt şi cuplate magnetic (prin inductanţa mutuală M), cuadripolul funcţionează ca un transformator.
De remarcat că, în general, impedanţa de ieşire a generatorului (conectat la bornele I—I’) fiind mare, inductanţa echivalentă (—M) se poate neglija.
Fig. 3.10. Circuitul echivalent al unei bobine (cu două înfăşurări şi cuplate magnetic) avînd intrarea pe priză
Articole din aceasi publicatie
