Устройство
Дроссель устаревшее название, в настоящее время более известен как катушка индуктивности, по своей сути — это компонент электрической цепи, винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении. Как следствие, при протекании через катушку переменного электрического тока наблюдается её значительная инерционность. Состоит из следующих элементов:
- Катушка, на которую намотан медный или алюминиевый изолированный провод. В основном применяется медный провод. Алюминиевые используются в бюджетных и низкокачественных элементах, чтобы снизить затраты при производстве устройства и уменьшить его итоговую цену.
- Ферритовый сердечник. Так же применяются сердечники из диэлектрических материалов, которые изменяют свои свойства при взаимодействии с электрическим током.
- Соединительные контакты.
Устройство дросселя очень схоже с трансформатором. Основное отличие заключается в наличие всего одного ряда обмотки. Так же дроссели могут быть бескорпусными. Такие устройства используются в высокочастотных схемах.
Катушка также может быть выполнена без установленного внутри магнитного сердечника. Устройства без сердечника более громоздкие, так как такая конструкция требует наличия гораздо большего количества витков на катушке.
Дроссель обычный электронный имеет обозначение на схеме в виде волнистой линии. Если дроссели оснащены магнитным сердечником, то волнистая линия дополняется прямой чертой.
Основные параметры электрического дросселя зависят от его индуктивности, которая измеряется в Генри («Гн»). Так же элементу присущи следующие характеристики: сопротивление при работе от постоянного тока, добротность, ток подмагничивания и величина изменяемого напряжения.
Таблица электрических параметров дросселей Д101…Д179
| Тип дросселя | Сердечник | Индуктивность при ном. токе, Гн | Номинальный ток А | Сопротивление обмотки, Ом |
| Д101 | ШЛ6 х 6,5 | 0,01 | 0,40 | 1,7 |
| Д102 | ШЛ6 х 6,5 | 0,02 | 0,28 | 3,17 |
| Д103 | ШЛ6 х 6,5 | 0,04 | 0,2 | 5,90 |
| Д104 | ШЛ6 х 8 | 0,005 | 0,8 | 1,02 |
| Д105 | ШЛ6 х 8 | 0,01 | 0,56 | 1,77 |
| Д106 | ШЛ6 х 8 | 0,02 | 0,4 | 3,70 |
| Д107 | ШЛ6 х 8 | 0,04 | 0,28 | 8,20 |
| Д108 | ШЛ6 х 8 | 0,08 | 0,2 | 15,3 |
| Д109 | ШЛ8 х 8 | 0,0025 | 1,6 | 0,30 |
| Д110 | ШЛ8 х 8 | 0,005 | 1,1 | 0,52 |
| Д111 | ШЛ8 х 8 | 0,01 | 0,8 | 1,32 |
| Д112 | ШЛ8 х 8 | 0,02 | 0,56 | 2,37 |
| Д113 | ШЛ8 х 8 | 0,04 | 0,4 | 5,9 |
| Д114 | ШЛ8 х 8 | 0,08 | 0,28 | 12,3 |
| Д115 | ШЛ8 х 8 | 0,16 | 0,2 | 21,9 |
| Д116 | ШЛ8 х 12,5 | 0,0012 | 3,2 | 0,115 |
| Д117 | ШЛ8 х 12,5 | 0,0025 | 2,2 | 0,234 |
| Д118 | ШЛ8 х 12,5 | 0,005 | 1,6 | 0,484 |
| Д119 | ШЛ8 х 12,5 | 0,01 | 1,1 | 0,825 |
| Д120 | ШЛ8 х 12,5 | 0,02 | 0,8 | 2,00 |
| Д121 | ШЛ8 х 12,5 | 0,04 | 0,56 | 3,80 |
| Д122 | ШЛ8 х 12,5 | 0,08 | 0,4 | 8,15 |
| Д123 | ШЛ8 х 12,5 | 0,16 | 0,28 | 14,16 |
| Д124 | ШЛ10 х 12,5 | 0,32 | 0,2 | 17,8 |
| Д125 | ШЛ10 х 12,5 | 0,0006 | 6,3 | 0,04 |
| Д126 | ШЛ10 х 12,5 | 0,0012 | 4,3 | 0,083 |
| Д127 | ШЛ10 х 12,5 | 0,0025 | 3,2 | 0,179 |
| Д128 | ШЛ10 х 12,5 | 0,005 | 2,2 | 0,386 |
| Д129 | ШЛ10 х 12,5 | 0,01 | 1,6 | 0,643 |
| Д130 | ШЛ10 х 12,5 | 0,02 | 1,1 | 1,57 |
| Д131 | ШЛ10 х 12,5 | 0,04 | 0,8 | 2,78 |
| Д132 | ШЛ10 х 12,5 | 0,08 | 0,56 | 5,63 |
| Д133 | ШЛ10 х 20 | 0,16 | 0,4 | 6,60 |
| Д134 | ШЛ10 х 20 | 0,32 | 0,28 | 13,4 |
| Д135 | ШЛ10 х 20 | 0,65 | 0,2 | 28,7 |
| Д136 | ШЛ10 х 20 | 0,0003 | 12,5 | 0,012 |
| Д137 | ШЛ10 х 20 | 0,0006 | 9,0 | 0,032 |
| Д138 | ШЛ10 х 20 | 0,0012 | 6,3 | 0,07 |
| Д139 | ШЛ10 х 20,5 | 0,0025 | 4,5 | 0,152 |
| Д140 | ШЛ10 х 20,5 | 0,005 | 3,2 | 0,284 |
| Д141 | ШЛ10 х 20,5 | 0,01 | 2,2 | 0,54 |
| Д142 | ШЛ10 х 20,5 | 0,02 | 1,6 | 1,20 |
| Д143 | ШЛ10 х 20 | 0,04 | 1,1 | 2,26 |
| Д144 | ШЛ12 х 25 | 0,02 | 0,8 | 2,14 |
| Д145 | ШЛ12 х 25 | 0,16 | 0,56 | 4,09 |
| Д146 | ШЛ12 х 25 | 0,32 | 0,4 | 8,20 |
| Д147 | ШЛ12 х 25 | 0,65 | 0,28 | 19,2 |
| Д148 | ШЛ12 х 25 | 1,3 | 0,2 | 34,5 |
| Д149 | ШЛ12 х 25 | 0,00015 | 25,0 | 0,0024 |
| Д150 | ШЛ12 х 25 | 0,0003 | 18,0 | 0,0075 |
| Д151 | ШЛ12 х 25 | 0,0006 | 12,5 | 0,017 |
| Д152 | ШЛ12 х 25 | 0,0012 | 9,0 | 0,038 |
| Д153 | ШЛ12 х 25 | 0,0025 | 6,3 | 0,096 |
| Д154 | ШЛ12 х 25 | 0,005 | 4,5 | 0,184 |
| Д155 | ШЛ12 х 25 | 0,01 | 3,2 | 0,338 |
| Д156 | ШЛ12 х 25 | 0,02 | 2,2 | 0,715 |
| Д157 | ШЛМ20 х 25 | 0,04 | 1,6 | 0,68 |
| Д158 | ШЛМ20 х 25 | 0,08 | 1,1 | 1,35 |
| Д159 | ШЛМ20 х 25 | 0,16 | 0,8 | 2,85 |
| Д160 | ШЛМ20 х 25 | 0,32 | 0,56 | 6,15 |
| Д161 | ШЛМ20 х 25 | 0,65 | 0,4 | 11,9 |
| Д162 | ШЛМ25 х 25 | 1,3 | 0,28 | 22,4 |
| Д163 | ШЛМ25 х 25 | 0,0003 | 25 | 0,0053 |
| Д164 | ШЛМ25 х 25 | 0,0006 | 18 | 0,01 |
| Д165 | ШЛМ25 х 25 | 0,0012 | 12,5 | 0,212 |
| Д166 | ШЛМ25 х 25 | 0,0025 | 9 | 0,05 |
| Д167 | ШЛМ25 х 25 | 0,005 | 6,3 | 0,12 |
| Д168 | ШЛМ25 х 25 | 0,01 | 4,5 | 0,26 |
| Д169 | ШЛМ25 х 25 | 0,02 | 3,2 | 0,5 |
| Д170 | ШЛМ25 х 25 | 0,04 | 2,2 | 0,28 |
| Д171 | ШЛМ25 х 25 | 0,08 | 1,6 | 1,02 |
| Д172 | ШЛМ25 х 25 | 0,16 | 1,1 | 1,94 |
| Д173 | ШЛМ25 х 25 | 0,32 | 0,8 | 4,52 |
| Д174 | ШЛМ25 х 25 | 0,65 | 0,56 | 8,50 |
| Д175 | ШЛМ25 х 25 | 0,0006 | 25 | 0,0075 |
| Д176 | ШЛМ25 х 25 | 0,0012 | 18 | 0,02 |
| Д177 | ШЛМ25 х 25 | 0,0025 | 12,5 | 0,053 |
| Д178 | ШЛМ25 х 25 | 0,005 | 9 | 0,085 |
| Д179 | ШЛМ12 х 25 | 0,01 | 6,3 | 1,48 |
Ниже приводится таблица электрических параметров дросселей типов Д201Т — Д274Т.
В таблице приведены параметры дросселей при параллельном соединении обмоток. При последовательном соединении обмоток, индуктивность и сопротивление итоговой обмотки будет в
четыре
раза больше, ток подмагничивания уменьшится в
два
раза и максимальное значение переменного напряжения увеличится в
два
раза.
Рисунок 2.Схема обмоток дросселей Д201Т-Д274Т.
Принцип работы
Принцип работы дросселя можно описать следующим образом:
- Дроссель располагается в схеме с источником переменного тока и лампой.
- При включении цепи, лампа загорается с небольшим запаздыванием. Этот момент приходится на начало первой полуволны, которая сопровождается нарастанием тока, снижением напряжения и возникновением магнитной индукции.
- На момент второй полуволны, происходит снижение тока и нарастание напряжения. При этом происходит полный заряд катушки.
- На третьей полуволне происходит «проталкивание» тока сквозь обмотку и индуктивность. В этот момент ток меняет свою направленность.
- На конечной полуволне устройство полностью пропускает через себя ток, что приводит к его протеканию по электроцепи и включению лампы. Именно из-за этого лампа включается с определенным запаздыванием.
Назначение дросселя для цепей переменного тока можно охарактеризовать следующим образом:
- Используется в качестве ограничителя тока электроцепи.
- Как элемент насыщения для стабилизаторов напряжения.
- В виде фильтра, сглаживающего электрические пульсации.
- В качестве магнитного усилителя для цепей постоянного тока. При помощи элемента можно изменить индуктивное сопротивление и характеристики тока самой цепи.
Все эти возможности и характеристики дроссельных устройств применяются в электротехнике и электронике при проектировании различных устройств, оборудования.
Разновидности
В настоящее время используются следующие виды электрических дросселей:
- Безвитковый. Дроссель безвитковый электромагнитный представляет собой кольцо из феррита и пропущенный через него проводник. Имеет большое внешнее сходство с обычным резистором. Основное назначение устройства заключается в подавление высокочастотных помех.
- Для переменного тока. Предназначен для создания реактивного и индуктивного сопротивления, фильтра пульсации тока в преобразователях напряжений.
- Сглаживающий. Дроссель электронный сглаживающий используется для занижения переменной части напряжения, или тока на входных и выходных частях электросхемы. Используются такие устройства в преобразователях тока. Сглаживающие дроссели подключаются последовательно к нагрузке, тем самым провоцируя сглаживание переменной части тока, пропуская через себя только постоянную составляющую линейного тока. Особенностью подобных элементов является большая индуктивность.
- Насыщения. Дроссель насыщения применяется для цепей переменного тока в качестве регулятора индуктивного сопротивления. Основным отличием устройства является наличие 2 обмоток: рабочей, для подключения к переменному току и управляющей, которая подсоединяется непосредственно к электроцепи с постоянным током. Для работы такого прибора применяется вариант нелинейности кривой магнитопровода. Иными словами, регулировка постоянного тока зависит от величины намагничивания сердечника.
Современная электротехника требует значительного уменьшения габаритных параметров элементов электросхем. На схемах с поверхностным монтажем, при условии большой ее загруженности деталями, используются так называемые чип-фильтры. У таких элементов отсутствует провод. Катушка формируется из нескольких слоев феррита. Основным назначением чип-фильтров является снижение высокочастотных помех на сложных электронных схемах.
Кроме того существуют пусковые устройства. Они используются в качестве ограничителей тормозного и пускового тока для электродвигателей. В электрике, чтобы запустить мощный электрический двигатель, применяются трехфазные разновидности. Они отличаются большой величиной индуктивности.
Расчет характеристик
Устройство электрическое дроссельное имеет на корпусе маркировку с основными своими характеристиками. Но если маркировки нет или предполагается самостоятельное изготовление устройства, то необходимо провести предварительный расчет основных параметров устройства. Как сделать подобный расчет, будет описано далее.
Когда делаются расчеты, применяется простая формула для вычисления индуктивности:
Чтобы подтвердить правильность рассчитанного количества витков, можно использовать тестер в режиме измерения индуктивности. Это поможет подтвердить правильность определения необходимого количества витков.
Схема подключения
Дроссели часто встречаются в блоках питания и светильниках с люминесцентными лампами. Подключение в схему дросселя для таких вариантов будет представлено ниже в статье.
Люминесцентный светильник
В такой схеме дроссель выступает в качестве пускового и сглаживающего устройства. Подключается он последовательно с лампой. При этом совместно с ним так же используется стартер. При таком подключении дроссель использует такой принцип работы:
- По цепи протекает переменный ток.
- Люминесцентная лампа в холодном состоянии не включается по причине своего высокого сопротивления. Протекающий ток не запускает лампу, а нагревает ее катоды, а затем перетекает к стартеру.
- Внутри стартера происходит нагрев подвижного контакта. После нагрева контакт замыкает цепь.
За момент нагрева катодов и стартера, происходит накопление тока в контуре дросселя. При замыкании стартера происходит вымещение тока дросселем и разрядка самого стартера. При разрядке приходят в движение электроны на катодах лампы. Они вступают в контакт с газом, и при этом лампа загорается. Схема люминесцентной лампы, состоящую из дросселя, двух стартеров и двух люминесцентных ламп представлена ниже.
Блок питания
У начинающих радиолюбителей часто возникает такой вопрос — зачем нужен дроссель в блоке питания. Он необходим по двум причинам:
- Для сглаживания переменной составляющей тока.
- Для сглаживания пульсаций.
Как правило, дроссели в этих блоках устанавливают после диодного моста непосредственно на выходе, а значит работают уже с постоянным током. При увеличении напряжения или коротком замыкании, дроссель сглаживает значительную часть пульсации. При стабильной работе блока питания, устройство сглаживает высокочастотные помехи, пропуская в цепь только прямой ток без каких-либо колебаний. Такая заслонка также выполняет роль дополнительного сопротивления, которое значительно снижает напряжение на выходе моста. Дроссель и такая схема подключения представлены на рисунке ниже.
Как самостоятельно сделать дроссель?
Благодаря своим параметрам дуговые приборы освещения мощностью 250 или 125 ватт применяются обществом для освещения следующих помещений:
- гаражные кооперативы;
- дачные участки;
- загородный дом.
Купить устройство освещения этого вида можно в магазине или на рынке, часто возникает проблема, как найти дроссель для ламп ДРЛ, стоимость дросселя может быть выше самой лампы из-за конструктивных особенностей и наличия медной проволоки.
Решить этот вопрос помогут народные идеи изготовления балласта для лампы ДРЛ 250 из других материалов: три дросселя для лампы дневного света при мощности лампы 40 ватт или же два дросселя от лампы дневного света мощностью в 80 ватт. В нашем случае для того чтобы зажечь лампу ДРЛ, используя самодельный балласт, сделанный своими руками, рекомендуется применить два дросселя мощностью 80 ватт и один балласт мощностью 40 ватт, соединение показано на фото.
Подключение лампы ДРЛ с самодельным балластом
Из схемы видно, что все балласты образуют один дроссель, собрать пусковой балласт можно в общий ящик
Важно! Особенное внимание нужно уделить контактам на дросселях, они должны быть надежными, чтобы не нагревались и не искрились
Проверка
До этого мы выяснили — для чего нужен дроссель, из чего состоит это устройство, где оно применяется и по какому принципу работает. Теперь попытаемся узнать, как можно протестировать данный элемент на работоспособность. При помощи мультиметра всегда можно проверить целостность элемента и величину его индуктивности.
Индуктивность
Для замера индуктивности понадобится тестер с режимом измерения этого параметра. Обозначаются такие возможности мультиметра с помощью букв «Н» или «Гн». Замер этого параметра проводится следующим образом:
- Нужно установить мультиметр в режим измерения индуктивности.
- Далее надо будет убедиться, что проверяемое устройство отключено от электричества.
- Измерительные щупы подсоединить к контактам элемента.
Прибор должен показать значение индуктивности, близкие к указанным на корпусе устройства.
Сопротивление
Замер сопротивления поможет узнать состояние катушки. Проверка в этом случае выглядит следующим образом:
- Дроссель необходимо отключить от цепи.
- Перевести тестер в режим замера сопротивления.
- Соединить измерительные щупы с контактами устройства.
Бесконечно большое сопротивление укажет на обрыв внутренней обмотки. Если сопротивления нет совсем – это указывает на короткое замыкание. Значение сопротивления должно быть близко к характеристикам, которые указаны на корпусе устройства.
Убедиться в отсутствии короткого замыкания можно при переключении тестера в режим «прозвонка». Звуковой сигнал тестера укажет на наличие короткого замыкания.
Регулировка заслонки
Для того чтобы дроссельная заслонка работала как часы, ее датчик периодически нужно подстраивать. Для этого выполняется несколько простых действий:
- Отключается зажигание, дабы перевести клапан в положение закрыто.
- Обесточивается разъем датчика.
- Регулируется датчик, при помощи щупа размером 0,4 мм, расположенным между винтом и рычагом.
Для проверки исправности датчика измеряется уровень напряжения с помощью омметра. Если напряжение обнаружено — датчик следует заменить. При обратной ситуации можно продолжать регулировать датчик.
Как известно, топливная система автомобиля — это его жизнеспособность. Если она хоть немного нарушена, машина может вас неприятно удивить в самый неподходящий момент. Если из строя выйдет дроссельная заслонка или другой элемент узла, то последствия могут быт плачевными. Поэтому куда лучше, не скупиться на автомобильную диагностику, при возникновении малейших подозрений на неисправность. Помните — безопасность на дороге превыше всего.
