POPIS

Súčiastka, ktorej základnou a požadovanou vlastnosťou je indukčnosť L. V podstate ju  môžeme považovať za magnetický zásobník energie- akumuluje energiu v magnetickom poli H s veľkosťou energie W=(1/2)*L*I² .

Ideálna cievka predstavuje určitú konštantnú hodnotu indukčnosti ,nemá kapacitu ani stratové prvky- odpory. Medzi prúdom a napätím je fázový posuv ϕ=π/2. Technická cievka má v dôsledku strát tento uhol  menší o stratový uhol δ=π/2-ϕ. Pri vysokých frekvenciách sa začne uplatnovať parazitná indukcia; t.j. začne sa správať ako rezonančný obvod a pri vyšších frekvenciách ako obvod s rozloženými parametrami. Tieito obvody modelujeme náhradnými schémami.
Sériová RL náhradná schéma

Na cievku je napätie U_L a NA rezistorE U_R. Celkové napätie U je ich súčtom.

tgδ=|U_R|/ |U_L |= R_S /ωL_S   

Prevrátenú hodnotu stratového činitela tg δ nazávame činiteľ akosti

Q= ωL_S / R_S  

Táto nahradná schéma sa spolu s paralelnou RL schémou používa v nízkofrekvenčnej technike.

Paralelná RL náíhradná schéma

Cez cievku preteká prúd I_L a cez rezistor I_R. Celkový prúd I tečúci obvodom je ich súčtom.

tgδ=|I_R|/ |U_L |= ωL_p / R_p 

Q= R_p/ ωL_p

Kvalitná cievka musí mať čo najnižší sériový a čo najvyšší paralelný odpor.

Všetký  stratové veličiny sú frekvenčne závislé, t.j. ich hodnota je uvádzaná pre určitú frekvenciu.

Činiteľ kvality cievky Q= ωL_S / R_S   kde R_S  predstavuje :

·        R_js jednosmerný odpor vinutia

·        R_S  zvýšenie R vplyvom skinefektu

·        R_VH straty v jadre- hysterézne a vírivými prúdmi 

Závislosť kvality cievky od frekvencie- s rastúcou f rastie i Q, ale iba po určitú hranicu osd ktorej klesá (vplyv skinefektu).

Prepočítanie hodnôt prvkom náhradnej schémy

Pri riešení obvodov s reálnymi cievkami sa používajú obe dvojprvkové náhradné schémy. Hodnoty prvkov zistíme LC meračom, resp. meračom kvality pre tieto prvky. Avšak metódy pritom použité zodpovedajú buď sériovej, alebo paralelnej schéme. Z uvedeného vyplýva nutnosť prepočítania ich hodnôt.
Pri tomto vychádzame z rovnocennosti obvodov, t.j. rovnosť impedancie alebo admitancie.
pre sériovú impedanciu:
Zs=Rs*jωLs

Pre paralelnú impedanciu

Zp=(R_p*jωL_p)*( R_p+jωL_p)=

= (R_p*ω²L_p²)/(R_p²*ω²L_p²)+jω(R_p²*L_p)+( R_p²+ω²L_p²)

Porovnaním veľkosti reálnych a imaginárnich zložiek Re [Zs]=Re [Zp];
Im [Zs]=Im [Zp] dostaneme:

R_s=(R_p*ω²L_p²)/(R_p²*ω²L_p²) a

L_s=(R_p²*L_p)+( R_p²+ω²L_p²)

Činiteľ kvality

Základné vlastnosti a parametre cievok

a) Vlastná indukčnosť cievky - schopnosť, pri ktorej sa časovou zmenou elektrického prúdu prechádzajúceho cievkou indukuje na jej svorkách napätie. Vypočítame ju L=N²/R_m=N²µ(S/l)

b) Vzájomná indukčnosť je indukčnosť medzi dvoma cievkami ak prechádza celý magnetický tok oboma cievkami: M_MAX =√ L1*L2.

c) Činiteľ kvality Q cievok je daný elektrickými stratami. Jedná sa o straty na ohmickom odpore cievky,  straty vírivými prúdmi cievky, straty hysterézne v jadre, straty dielektrické a straty vyžarovaním. Ak na definovanie akýchkoľvek strát v cievke zavedieme ekvivalentný stratový odpor R_ZS, potom činiteľ kvality Q je určený vzťahom Q , kde tgδ je stratový činiteľ cievky. Cievky s činiteľom  kvality Q<50 sú nevyhovujúce, cievky s Q=50÷150 sú bežne kvalitné a cievky s Q>150 sú  vysokokvalitné. Normálne cievky môžu dosiahnuť činiteľ kvality Q=300. Kvalita cievky závisí od veľkosti frekvencie: najskôr rastie, dosahuje maximum pri optimálnej frekvencii a potom opäť klesá (pri  nízkych frekvenciách prevládajú straty na odpore vinutia, pri vysokých straty v jadre a vyžarovaním.