Základy elektronikyLineární součástky
Cívky
Cívky jsou pasívní elektronické součástky, jejichž charakteristickou vlastností je vlastní indukčnost L [H]. Dalším důležitým parametrem je jmenovitý proud [A], při kterém je možné cívku trvale provozovat.
Cívka je navinuta nejčastěji z měděného drátu, aby měla co nejmenší odpor.
Vlastní indukčnost cívky závisí na počtu závitů, geometrickém uspořádání a na magnetických vlastnostech prostředí uvnitř i kolem cívky. Cívka je schopna akumulovat enegii v magnetickém poli.
Simulace nabíjení a vybíjení magnetického pole cívky
Hodnotu vlastní indukčnosti jednovrstvé válcové vzduchové cívky lze spočítat ze vztahu:
μ je permeabilita prostředí [H.m-1], N je počet závitů [-], l je délka cívky [m] a S obsah průřezu cívky [m2], přičemž délka cívky musí být větší než průměr cívky.
Indukčnosti vícevrstvých cívek, tenkých cívek a cívek s jádrem se počítají pomocí empirických vzorců.
Použití cívek
Cívky mají nepřeberné oblasti využití jak ve stejnosměrných, tak ve střídavých obvodech silnoproudé elektrotechniky i slaboproudé elektroniky...
Cívka jako elektromagnet - využívá se magnetická síla magnetického pole kolem cívky v zařízeních jako např.:
- elektromotory
- elektromagnety (solenoidy - elektromagnety pro spínání ventilů, například pro napouštění vody do automatické pračky)
- zvonky
- reproduktory
- elektromagnetická relé, stykače
- zapisovací hlavičky v pevných discích
- deprézské měřící přístroje (galvanometr, ampérmetr, voltmetr, atd.)
Cívka jako induktor - využívá se elektrické napětí indukované proměnným magnetickým polem v okolí cívky v zařízeních jako např.:
- indukční cívky u spalovacích motorů
- dynamické mikrofony, snímače elektrických kytar
- tlumivky
- transformátory
- čtecí hlavičky v pevných discích
- cívky v měničích ss napětí
- cívky v oscilačních obvodech
Typy cívek
Vzduchová cívka
Vzduchová cívka je nejčastěji válcová jedno či vícevrstvá, samonosná nebo na nosné kostře.
Používá se v oscilačních obvodech, v reproduktorových pásmových filtrech...
Ploché cívky malých indukčností lze vyleptat i přímo na plošném spoji.
Cívka s železným jádrem
Ve stejnosměrných obvodech se používá plné jádro z magneticky měkkého železa.
Ve střídavých obvodech je jádro složené z vzájemně odizolovaných plechů - aby se omezily ztráty vířivými proudy.
Používají se pro zajištění lineárních mechanických pohybů v relé, stykačích, solenoidech. Dále pro vytváření rotačních pohybů v motorech, pro výrobu elektrické energie v generátorech, pro změnu střídavých napětí a proudů v transformátorech...
Cívka s feritovým jádrem
Pro vyšší frekvence je často používané feritové jádro, které umožňuje vyrábět toroidní i válcové cívky mnohem menších rozměrů (včetně SMD verzí) než se železným jádrem.
Používají se ve střídavých napájecích zdrojích pro elektroniku a počítačovou techniku, v DC/DC měničích, ve filtrech...
Válcové cívky lze vyrobit s posuvným jádrem jako proměnné ladící cívky.
Vysokofrekvenční cívky se vinou z lanka složeného z navzájem odizolovaných tenkých drátků z důvodu omezení skin efektu (při vysokých frekvencích je elektrický proud vytlačován k povrchu vodiče).