Дроссель принцип действия: Электрический дроссель: принцип действия, назначение, применение

Содержание

принцип работы устройства, характеристики, назначение и виды

Одним из наиболее распространённых элементов, использующихся в радиоэлектронной аппаратуре, является дроссель. Эта пассивная радиодеталь имеет большое значение в обеспечении стабильности работы электрических схем. Главной ее характеристикой считается индуктивность — очень важная физическая величина. Конструкция элемента проста, но при этом он может использоваться как в цепях переменного, так и постоянного тока.

Основные понятия в электронике

Родоначальником открытия электричества считается английский физик Уильям Гилберт. В 1600 году он ввёл понятие «янтарность», что в переводе обозначает электричество. Ученым было обнаружено на опытах с янтарем, что если его потереть о шёлк, он приобретает свойства притягивать к себе другие физические тела. Так было открыто статическое электричество. Первая электрическая машина была создана немецким инженером Отто фон Герике. Агрегат выглядел в виде металлического шеста с надетым на его верхушку серным шаром.

Последующие годы ряд физиков и инженеров из различных стран исследовали свойства электричества, открывая новые явления и изобретая приборы. Наиболее выдающимися учёными, которые внесли весомый вклад в науку, считаются Гальвани, Вольт, Эстред, Ом, Фарадей, Герц, Ампер. Признавая важность их открытий, фундаментальные величины, характеризующие различные электрические явления, назывались их именами.

Итогом их экспериментов и теоретических догадок стал труд Максвелла, создавшего теорию электромагнитных явлений в 1873 году. А через двадцать лет англичанин Томсон обнаружил частицу, участвующую в образовании электричества (электрон), положение которой в атомной структуре тела после указал Резерфорд.

Так было обнаружено, что электрический заряд — это способность физических тел создавать вокруг себя особое поле, оказывающее воздействие на другие вещества. Электричество связано с магнетизмом, который влияет на положение электронов, являющихся элементарными частицами тела. Каждая такая частица обладает определённой энергией (потенциалом) и может перемещаться по телу в хаотично.

Придание же электронам направленного движения приводит к возникновению тока. Работа, затраченная на перемещение элементарной частички, называется напряжением. Если ток течёт в замкнутой цепи, то он создаёт магнитное поле, то есть силу, действующую на электроны.

Все вещества разделяются на три типа:

  • проводники — это тела, свободно пропускающие через себя ток;
  • диэлектрики — в этих телах невозможно появление свободных электронов, а значит, ток через них протекать не может;
  • полупроводники — материалы, свойство которых пропускать ток зависит от внешних факторов, например, температуры.

Характеристикой, обозначающей способность тела проводить ток, называется проводимость, а величина обратная ей — сопротивлением.

Активное сопротивление

На прохождение электрического тока в итоге оказывают влияние три физические величины: сопротивление, индуктивность и ёмкость. Каждый радиоэлемент (не исключение и дроссель) обладает ими в какой-то мере.

Активное сопротивление представляет собой величину, препятствующую прохождению тока и равную отношению разности потенциалов к силе тока (закон Ома). Его сущность объясняется тем, что в кристаллической решётке различных физических тел содержится разное число свободных носителей зарядов. Кроме этого, сама структура может быть неоднородной, то есть содержать примеси или дефекты. Электроны, перемещаясь под действием поля, сталкиваются с ними и отдают часть своей энергии кристаллам тела.

В результате таких столкновений частички теряют импульс, а сила тока уменьшается. Рассеиваемая электрическая энергия превращается в тепло. Элементом, использующим естественные свойства физического тела, является резистор.

Что же касается дросселя, то его активное сопротивление считается паразитным, вызывающим нагревание и ухудшение параметров. Зависит оно от типа материала и его физических размеров.

Определяется по формуле R = p * L / S, Ом, где:

  • p — удельное сопротивление (справочная величина), Ом*см;
  • L — длина проводника, см;
  • S — площадь поперечного сечения, см2.

Ёмкостная составляющая

Любой проводник тока в разной мере имеет свойство накапливать электрический заряд. Эта способность называется ёмкостью элемента. Для одних радиодеталей она считается вредной составляющей (в частности, для дросселя), а для других — полезной (конденсатор). Относят это понятие к реактивному сопротивлению. Его величина зависит от вида подаваемого сигнала на элемент и ёмкости материала, из которой он сделан.

Математически реактивное сопротивление описывается выражением Xc = 1/w*C, где:

  • w — циклическая частота, скалярная угловая величина, определяющаяся числом колебаний сигнала за единицу времени (2*p*f), Гц;
  • C — ёмкость элемента, Ф.

Из формулы видно, что чем больше будет ёмкость и частота тока, тем выше сопротивление элемента, а значит, имеющий большое ёмкостное сопротивление дроссель будет нагреваться. Значение ёмкости в дросселе зависит от размеров проводника и способа его укладки. При спиралевидной намотке между рядом лежащими кольцами возникает ёмкость, также влияющая на протекающий ток.

Паразитная составляющая ёмкости проявляется и в образовании собственного резонанса изделия, так как дроссель на эквивалентной схеме можно представить в виде последовательной цепочки индуктивности и конденсатора. Такое включение создаёт колебательный контур, работающий на определённой частоте. Если частота сигнала будет ниже резонансного значения, то преобладать будет индуктивная составляющая, а если выше — ёмкостная.

Поэтому существенной задачей изготовления дросселя в электронике считается увеличение собственного резонанса конструкции.

Индуктивность и самоиндукция

Электрическое поле неразрывно связано с магнитным. Там, где существует одно, неизменно появляется и второе. Индуктивность — это физическая величина, характеризующаяся накоплением энергии, но в отличие от ёмкости эта энергия является магнитной. Её величина зависит от магнитного потока, образованного силой тока, протекающего через радиоэлемент. Чем больше ток, тем сильнее магнитный поток пронизывает изделие. Интенсивность накопления элементом энергии зависит от этого потока.

Математическая формула нахождения индуктивности — L = Ф/ I, где:

  • Ф — магнитный поток, Вб;
  • I — сила тока, текущая через элемент, А.

Индуктивность измеряется в генри (Гн). Таким образом, катушка индуктивности в момент протекания через неё тока создаёт магнитный поток равный одному веберу (Вб).

Сопротивление, оказываемое индуктивностью, во многом зависит от частоты приложенного сигнала. Для его расчёта используется выражение XL = w*L. То есть для постоянного тока она равна нулю, а для переменного — зависит от его частоты. Иными словами, для высокочастотного сигнала элемент будет обладать большим сопротивлением.

Физический процесс, наблюдаемый при прохождении переменного тока через индуктивность, можно описать следующим образом: в течение первой декады сигнала (ток возрастает) магнитное поле усиленно потребляет энергию из электрической цепи, а в последней декаде (ток убывает) отдаёт её обратно, поэтому за период прохождения тока мощность не потребляется.

Но эта модель подходит к идеальному элементу, на самом же деле некоторая часть энергии превращается в тепло. То есть происходят потери, характеризующиеся добротностью Q, определяемую отношением получаемой энергии к отдаваемой.

При изменении тока, текущего через проводник в контуре, возникает электродвижущая сила индукции (ЭДСИ) — самоиндукция. Другими словами, переменный ток изменяет величину магнитного потока, который приводит в итоге к появлению ЭДСИ. Проявляется этот эффект в замедлении процессов появления и спадания тока. Амплитуда самоиндукции пропорциональна величине тока, частоте сигнала и индуктивности. Её отставание по фазе от сигнала составляет 90 градусов.

Принцип работы

Термин «дроссель» происходит от немецкого слова drossel, что в переводе на русский язык означает «ограничитель». В электротехнике под ним понимается катушка индуктивности, обладающая большим сопротивлением току переменной частоты и практически не влияющая на постоянный ток.

По своей сути электрический дроссель — это индуктивность. Он способен накапливать энергию, получая её из магнитного поля. При воздействии на элемент напряжения в нём постепенно происходит увеличение тока, при этом если сменить полярность — ток начнёт убывать, т. е. резко изменить значение тока в дросселе невозможно.

Постепенное нарастание величины тока и его спад происходит из-за магнитного поля, которое не может мгновенно изменить своё направление. Другими словами, ток блока питания противодействует наведённому току в сердечнике изделия, поэтому в цепях с током переменой частоты он является своего рода ограничителем из-за индуктивного сопротивления.

По своей конструкции дроссель чем-то похож на трансформатор, но при этом чаще всего у него одна обмотка. А вот их принципы действия полностью отличаются. Если для трансформатора важно передавать всю энергию и гальванически развязывать цепь, то главной задачей стоящей перед дросселем является накапливание энергии в индуктивности. В то же время для трансформатора такое накопление считается паразитным процессом.

Устройство прибора

Выполняется этот элемент из проволочного вида проводника, наматываемого в виде спирали. Этот проводник может быть как многожильным, так и одножильным. Проволока может наматываться на диэлектрический каркас или использоваться без него. Если применяется основание, то оно может быть выполнено круглым, прямоугольным или квадратным сечением. Физически же дроссель состоит из одного или множества витков проводника.

При изготовлении дросселя используются следующие разновидности намотки:

  • прогрессивная — шаг витков плавно изменяется по всей длине конструкции;
  • универсальная — расстояние между витками одинаковое.

Первый тип используется при создании изделий, предназначенных для работы на высоких частотах, при этом уменьшается значение паразитной ёмкости. Такая намотка может быть однослойной или многослойной, причем даже разного диаметра. В качестве материала для изготовления проводника используется медь.

Увеличение индуктивности достигается путём добавления ферромагнитного сердечника. В зависимости от назначения устройства используют разные его виды, например, для подавления высокочастотных помех — феррит, флюкстрол или карбонил, для фильтрации звуковой частоты — пермаллой. В то же время для дросселя, работающего со сверхвысокими частотами, применяют латунь. Магнитопровод рассчитывается так, чтобы избежать режима насыщения (падения индуктивного сопротивления).

Чтобы избежать насыщения в дросселях, магнитопровод изготавливается с зазором. При изготовлении дросселя стараются обеспечить:

  • необходимую индуктивность;
  • величину магнитной индукции, исключающую насыщение;
  • способность выдерживать необходимый ток.

Для этого обычно сначала рассчитывается зазор и число витков исходя из силы тока и индуктивности, а после определяется максимально возможный диаметр проволоки. В цифровых малогабаритных устройствах дроссель изготавливается в плоском виде. Достигается это путём печатания проводниковой дорожки в виде круговой или зигзагообразной линии.

Виды и характеристики

Главной характеристикой дросселя, безусловно, является индуктивность. Но, кроме неё, существует ряд номинальных параметров, характеризующих элемент как изделие. Именно они определяют возможности использования устройства и его срок службы. Основными из них являются:

  1. Мощность — определяется типом сердечника и поперечным сечением провода. Обозначает величину сигнала, которую может выдержать дроссель. Единицей измерения служит ватт.
  2. Добротность и угол потерь — характеризуют качество устройства. Чем больше добротность и меньше угол, тем выше качество.
  3. Частота тока — f, Гц. В зависимости от неё дроссели разделяют на низкочастотные, имеющие границы колебаний 20−20 000 Гц, ультразвуковые — от 20 до 100 кГц и сверхвысокие — больше 100 кГц.
  4. Наибольшее допустимое значение тока — I, А.
  5. Сопротивление элемента в неподключенном состоянии — R, Ом.
  6. Потери в магнитопроводе — P, Вт.
  7. Вес — G, кг.

Современная промышленность изготавливает электромагнитные дроссели, отличающиеся не только по характеристикам, но и по видам. Они выпускаются цилиндрической, квадратной, прямоугольной и круглой формы. А также они различаются по типу цепи, для которой предназначены, и могут быть однофазными или трёхфазными.

Условно дроссели можно разделить на три типа:

  1. Сглаживающие. Используются для фильтрации переменной составляющей сигнала, уменьшая её значение. Такие элементы ставятся на входе или выходе выпрямительных или преобразующих части схем.
  2. Переменного тока. Ограничивают его величину при резком скачке.
  3. Насыщения. Управляют индуктивным сопротивлением за счёт периодического подмагничивания.

Маркировка и обозначения

В принципиальных схемах и технической документации дроссели обозначаются латинской буквой L, условное графическое обозначение — в виде полуокружностей. Их количество нигде не указывается, но обычно не превышает трёх штук. Жирная точка, ставящаяся в начале полуокружностей, обозначает начало витков. Если индуктивность выполняется на каркасе, сверку изображения чертится прямая линия. Для обозначения номиналов элемента используется код из букв и цифр или цветовая маркировка.

Цифры указывают на значение индуктивности, а буква — на допуск. Например, код 250 J обозначает индуктивность, равную 25 мкГн с погрешностью в пять процентов. Когда на маркировке стоит только число, то это значит, что допуск составляет 20%. Таким образом, первые две цифры обозначают числовое значение в микрогенри, а третья — множитель. Буква D ставится на высокоточных изделиях, их погрешность не превышает 0,3%.

Цветовая маркировка, в принципе, соответствует буквенно-цифровой, но только наносится в виде цветных полос. Первые две указывают на значения в микрогенри, третья — коэффициент для умножения, а четвёртая — допуск. Индуктивность дросселя, на котором изображены две оранжевые полосы, коричневая и белая, равна 33 мкГ с разрешённым отклонением в 10%.

Область применения

Отвечая на вопрос, зачем нужен дроссель, можно с уверенностью сказать, что основное его применение — это фильтры. Ни один качественный источник питания не обходится без этого простого элемента. Его применение позволяет избавиться от пульсаций напряжения, которые вызывают нестабильность в работе многих устройств — материнской платы, видео- и звуковых карт и т. п.

Сглаживание формы сигнала путём устранения его паразитной составляющей обеспечивает стабильную работу микропроцессорных блоков, особо зависящих от качества питающего их напряжения.

Кроме того, используя свойство элемента накапливать энергию, а потом её отдавать в цепь, дроссель нашёл своё применение в люминесцентных лампах. Такие осветители работают на принципе возникновения дугового разряда, поддерживающегося в парах инертного газа. Для того чтобы он возник, между электродами необходимо появление высокого пускового напряжения, способного пробить газовый диэлектрик. Благодаря дросселю такой разряд и создаётся.

Их также используют и в усовершенствованных осветительных приборах — индукционных лампах. Отличие таких светильников от люминесцентных заключается в отсутствии электродов, необходимых для зажигания. Для получения света используются три составляющие — электромагнитная индукция, разряд в газе, свечение люминофора.

Стоит отметить и ещё одно из применений дросселя — сварочный трансформатор. Здесь основное назначение радиоэлемента заключается в стабилизации тока. Сварочный дроссель, установленный в инверторе, смещает фазу между током и напряжением. Такое его использование упрощает розжиг электрода и поддерживает стабильное горение дуги.

Способность элемента создавать магнитное поле зачастую применяется в электромагнитах, отличающихся большой мощностью, а также в различных электромеханических реле, электродвигателях и даже генераторах.

Самостоятельное изготовление

Для самостоятельного изготовления дросселя необходимо правильно рассчитать его конструкцию. Для этого используется простая формула расчёта индуктивности: L=0,01*d*w 2 /(L/d+0,44), где d — диаметр основания (см), L — длина проволоки (см), w — количество витков. При этом если имеется мультиметр с возможностью изменения индуктивности, то точное количество витков можно подобрать, используя его.

Метод намотки при использовании этой формулы предполагает укладку виток к витку. Например, необходимо подобрать магнитопровод для дросселя с индуктивностью один мкГн, рассчитанный на ток I = 4A. Берется сердечник 2000 НМ типоразмера К 16 х 8 х 6. Согласно справочнику коэффициент начальной индуктивности — ALH = 1,36 мкГн, а длина магнитного пути — le= 34,84 мм. Соответственно, число витков будет N= (L/ALH)0,5= (1/1,36)0,5 = 0,86. Если принять N=1, то при заданном токе напряжённость магнитного поля в сердечнике будет равна Н= 4*1/(34,84*10−3)= 114 А/м.

Таким образом, дроссель представляет собой катушку, которая характеризуется индуктивностью. Благодаря своим свойствам он может накапливать магнитную мощность, после отдавая её в цепь в виде электрической энергии. При этом использование элемента позволяет также подавлять переменную составляющую тока в цепи.

Принцип работы дросселя

Катушка индуктивности, дроссель — принцип работы

Катушка индуктивности – устройство, основным компонентом которого является проводник скрученный в кольца или обвивающий сердечник.

При прохождении тока, вокруг скрученного проводника (катушки), образуется магнитное поле (она может концентрировать переменное магнитное поле), что и используется в радио- и электротехнике.

К точной и компьютерной технике технике больше близок дроссель (Drossel, регулятор, ограничитель), так как он чаще всего применяется в цепях питания процессоров, видеокарт, материнских плат, блоков питания.

В последнее время применяются индукторы закрытые в корпуса из металлического сплава для уменьшения наводок, излучения, шумов и высокочастотного свиста при работе катушки.

Дроссель служит для уменьшения пульсаций напряжения, сглаживания или фильтрации частотной составляющей тока и устранения переменной составляющей тока. Сопротивление дросселя увеличивается с увеличением частоты, а для постоянного тока сопротивление очень мало. Характеристики дросселя получаются от толщины проводника, количества витков, сопротивления проводника, наличия или отсутствия сердечника и материала, из которого сердечник сделан. Особенно эффективными считаются дроссели с ферритовыми сердечниками (а также из альсифера, карбонильного железа, магнетита) с большой магнитной проницаемостью.

Используется в выпрямителях, сетевых фильтрах, радиотехнике, питающих фазах высокоточной аппаратуры и другой технике требующей стабильного и «правильного» питания. Многослойная катушка может выступать и в качестве простейшего конденсатора, так как имеет собственную ёмкость. Правда, от данного эффекта пытаются больше избавиться, чем его усиливать и он считается паразитным.

Как работает дроссель

В цепях переменного тока, для ограничения тока нагрузки, очень часто применяют дроссели — индуктивные сопротивления. Перед обычными резисторами здесь у дросселей имеется серьезные преимущества — значительная экономия электроэнергии и отсутствие сильного нагрева.

Устройство дросселя

Устроен дроссель очень просто — это катушка из электрического провода, намотанная на сердечнике из ферромагнитного материала. Приставка ферро, говорит о присутствии железа в его составе (феррум — латинское название железа), в том или ином количестве.

Принцип работы дросселя основан на свойстве, присущем не только катушкам но и вообще, любым проводникам — индуктивности.

Это явление легче всего понять, поставив несложный опыт.

Для этого требуется собрать простейшую электрическую цепь, состоящую из низковольтного источника постоянного тока (батарейки), маленькой лампочки накаливания, на соответствующее напряжение и достаточно мощного дросселя (можно взять дроссель от лампы ДРЛ-400 ватт).

Без дросселя схема будет работать как обычно — цепь замыкается, лампа загорается. Но если добавить дроссель, подключив его последовательно нагрузке(лампочке), картина несколько изменится.

Присмотревшись, можно заметить, что, во-первых, лампа загорается не сразу, а с некоторой задержкой, во-вторых — при размыкании цепи возникает хорошо заметная искра, прежде не наблюдавшаяся. Так происходит, потому что в момент включения ток в цепи возрастает не сразу — этому препятствует дроссель, некоторое время поглощая электроэнергию и запасая ее в виде электромагнитного поля. Эту способность и называют — индуктивностью.

Чем больше величина индуктивности, тем большее количество энергии может запасти дроссель. Еденица величины индуктивности — 1 Генри В момент разрыва цепи запасеная энергия освобождается, причем напряжение при этом может превысить Э.Д.С. используемого источника в десятки раз, а ток направлен в противоположную сторону. Отсюда заметное искрение в месте разрыва. Это явление называется — Э.Д.С. самоиндукции.

Если установить источник переменного тока вместо постоянного, использовав например, понижающий трансформатор, можно обнаружить что та же лампочка, подключенная через дроссель — не горит вовсе. Дроссель оказывает переменному току гораздо большое сопротивление, нежели постояному. Это происходит из за того, что ток в полупериоде, отстает от напряжения.

Получается, что действующее напряжение на нагрузке падает во много раз(и ток соответственно), но энергия при этом не теряется — возвращается за счет самоиндукции обратно в цепь. Сопротивление оказываемое индуктивностью переменному току называется — реактивным. Его значение зависит от величины индуктивности и частоты переменного тока. Величина индуктивности в свою очередь, находится в зависимости от количества витков катушки и свойства материала сердечника, называемого — магнитной проницаемостью, а так же его формы.

Магнитная проницаемость — число, показывающее во сколько раз индуктивность катушки больше с сердечником из данного материала, нежели без него(в идеале — в вакууме.)Т. е — магнитная проницаемость вакуума принята за еденицу.

В радиочастотных катушках малой индуктивности, для точной подстройки применяются сердечники стержеобразной формы. Материалами для них могут являться ферриты с относительно небольшой магнитной проницаемостью, иногда немагнитные материалы с проницаемостью меньше 1.В электромагнитах реле — сердечники подковоообразной и цилиндрической формы из специальных сталей.

Для намотки дросселей и трансформаторов используют замкнутые сердечники — магнитопроводы Ш — образной и тороидальной формы. Материалом на частотах до 1000 гц служит специальная сталь, выше 1000 гц — различные ферросплавы. Магнитопроводы набираются из отдельных пластин, покрытых лаком.

У катушки, намотанной на сердечник, кроме реактивного(Xl) имеется и активное сопротивление(R). Таким образом, полное сопротивление катушки индуктивности равно сумме активной и реактивной составляющих.

Как работает трансформатор

Рассмотрим работу дросселя, собранного на замкнутом магнитопроводе и подключенного в виде нагрузки, к источнику переменного тока. Число витков и магнитная проницаемость сердечника подобраны таким образом, что его реактивное сопротивление велико, ток протекающий в цепи соответственно — нет.

Ток, переодически изменяя свое направление, будет возбуждать в обмотке катушки (назовем ее катушка номер 1) электромагнитное поле, направление которого будет также переодически меняться — перемагничивая сердечник. Если на этот же сердечник поместить дополнительную катушку(назовем ее — номер 2), то под действием переменного электромагнитного поля сердечника, в ней возникнет наведенная переменная Э.Д.С.

Если количество витков обеих катушек совпадает, то значение наведенной Э.Д.С. очень близко к значению напряжения источника питания, поданного на катушку номер 1. Если уменьшить количество витков катушки номер 2 вдвое, то значение наведенной Э.Д.С. уменьшится вдвое, если количество витков наоборот, увеличить — наведенная Э.Д.С. также, возрастет. Получается, что на каждый виток, приходится какая-то определенная часть напряжения.

Обмотку катушки на которую подается напряжение питания (номер 1) называют первичной. а обмотка, с которой трансформированое напряжение снимается — вторичной .

Отношение числа витков вторичной(Np ) и первичной (Ns ) обмоток равно отношению соответствующих им напряжений — Up (напряжение первичной обмотки) и Us (напряжение вторичной обмотки).

Таким образом, устройство, состоящее из замкнутого магнитопровода и двух обмоток в цепи переменного тока, можно использовать для изменения питающего напряжения — трансформации. Соответственно, оно так и называется — трансформатор.

Для чего нужен дроссель

Виды дросселей

Дроссель используется вместо последовательного резистора, потому что обеспечивает лучшую фильтрацию (меньше остаточной пульсации переменного тока на источнике питания, что означает меньшее гудение на выходе усилителя) и меньшее падение напряжения. «Идеальный» индуктор будет иметь нулевое сопротивление постоянному току.

При использовании резистора большего размера, вы быстро достигаете точки, где падение напряжения возрастает до пиковых величин, и, кроме того, «провал» питания становится значительным, потому что разность токов между полной выходной мощностью и холостым ходом может быть немалой, особенно в усилителе класса AB.

Существует две распространенные конфигурации источника питания: конденсаторный вход и дроссельный вход.

Входной фильтр конденсатора не обязательно должен иметь дроссель, но для дополнительной фильтрации тот необходим. Источник питания дросселя по определению обязан оснащаться дросселем.

Источник питания с дросселем

На входе конденсатора будет конденсатор фильтра, следующий непосредственно за выпрямителем. Тогда он может иметь или не иметь второго фильтра, состоящего из последовательного резистора или дросселя, за которым следует другой конденсатор. Сеть «колпачок – индуктор – колпачок» обычно называется сетью «пи-фильтр». Преимущество входного фильтра конденсатора заключается в более высоком выходном напряжении, но он имеет более низкое регулирование напряжения, чем входной фильтр дросселя.

Источник питания дросселя будет иметь дроссель, следующий сразу за выпрямителем. Основное преимущество входного питания дросселя – лучшее регулирование напряжения, но за счет гораздо более низкого выходного напряжения. Входной фильтр дросселя должен иметь определенный минимальный ток, протекающий через него для поддержания регулирования.

Дроссель в собранном приборе

Пример:

Разница напряжений между двумя типами фильтров может быть довольно большой. Например, предположим, что у вас есть трансформатор 300-0-300 и двухполупериодный выпрямитель.

Если вы используете конденсаторный входной фильтр, вы получите максимальное напряжение постоянного тока без нагрузки в 424 вольт, которое снизится до напряжения, зависящего от тока нагрузки и сопротивления вторичных обмоток.

Если вы используете тот же трансформатор с входным фильтром дросселя, пиковое выходное напряжение постоянного тока будет составлять 270 В и будет гораздо более строго регулироваться, чем входной фильтр конденсатора (меньше перемен напряжения питания с изменениями тока нагрузки).

Как обозначается дроссель на схеме

Условные обозначения:

Условное графическое обозначение дросселей

Из чего состоит дроссель

Элементы:

  • катушка;
  • провод, намотанный на сердечник;
  • магнитопровод.

Есть схожесть с трансформатором, но слой обмотки всего один. Такая конструкция помогает стабилизировать сеть, а также исключить шанс резкого скачка напряжения.

Как подключить дроссель

Схема подключения очень простая и представляет собой цепь последовательно соединённого дросселя и самого устройства ДРЛ 250. Подключение идёт через сеть 220 вольт и работает при обычной частоте. Поэтому их без труда можно поставить в домашнюю сеть. Дроссель работает как стабилизатор и корректировщик напряжения.

Схема подключения дросселя

Как отличить резистор от дросселя

По внешнему виду: от резисторов отличаются обычно толщиной (дроссели толще), от конденсаторов – неправильной формой «капельки».

Более точный способ – сопротивление. У дросселя оно почти нулевое.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 3 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Что такое дроссель в электрике: устройство, назначение, проверка

Чтобы понять, как работает схема, необходимо знать не только состав элементов, но и точно представлять, что делает конкретный элемент или их группа. В этой статье будем разбираться с тем, что такое дроссель, как он устроен и работает в различных устройствах и схемах.

Содержание статьи

Что такое дроссель, внешний вид и устройство

Дроссель — это один из видов катушки индуктивности, представляет собой специальную медную проволоку, намотанную на сердечник. Но не всё так просто, бывают они и без сердечника, называются бескаркасные или воздушные. Внешне некоторые похожи на трансформатор. Отличие в том, что дроссель имеет только одну обмотку, а у трансформатора их две или больше. Если вывода только два, то перед вами точно не трансформатор.

Дроссели без сердечника представляют собой намотанную спиралью проволоку. Как выглядит дроссель в электротехнике разобрались, теперь поговорим о его конструкции.

Что такое дроссель: это намотанная в виде спирали медная проводка с сердечником или без

Как уже говорили, сердечник у дросселя может быть, а может и не быть. Сердечник может быть из токопроводящего материала —  металла, а может из магнитного. Наличие или отсутствие сердечника, а также его тип (не только материал, но и форма) влияют на параметры катушки индуктивности.

Элементы без сердечников применяются для отсечения высоких частот, с сердечником чаще применяют для накопления энергии. Есть и ещё один момент: если сравнить дроссели с одинаковыми параметрами с сердечником  и без, то те которые его имеют, размером намного меньше. Чем лучше проводимость сердечника, тем меньше идёт проволоки и меньшие размеры имеет элемент.

Схематическое изображение дросселя с магнитным сердечником и без

Несколько слов о проволоке, которую используют для намотки дросселя. Это специальный изолированный провод. Изоляция — тонкий слой диэлектрического лака, он незаметен, но изолирует хорошо. Так что, при самостоятельной намотке катушки, не используйте обычную проволоку, только специальную, покрытую изоляцией.

Дроссель на схеме обозначается графическим изображением полуволны. Если он с магнитным сердечником, добавляется черта. Если требуется какой-то специальный металл это также указывается рядом со схематическим изображением. Также может быть указан диаметр провода (L1).

Свойства, назначение и функции

Теперь разберём, что такое дроссель с точки зрения электрики. Если говорить коротко — это элемент, который сглаживает ток в цепи, что отлично видно на графике. Если подать на него переменный ток, увидим, что напряжение на катушке возрастает постепенно, с некоторой задержкой. После того, как напряжение убрали, в цепи еще какое-то время протекает ток. Это происходит так как поле катушки продолжает «толкать» электроны благодаря запасённой энергии. То есть, на дросселе ток не может появляться и исчезать мгновенно.

Ток на дросселе возрастает плавно и так же плавно снижается. Глядя на эти графики становится понятно, что дроссель —  это элемент, сглаживающий ток

Это свойство и используют, когда надо ограничить ток, но есть ограничения по нагреву (желательно его избежать). То есть дроссель используют как индуктивное сопротивление, задерживающее или сглаживающее скачки тока. Как и резистор, катушка индуктивности имеет определённое сопротивление, что вызывает падение напряжение и ограничивает ток. Вот только греется намного меньше. Потому его часто используют как индуктивную нагрузку.

У дросселя есть два свойства, которые тоже используют в схемах.

  • так как это подвид катушки индуктивности, то он может запасать заряд;
  • отсекает ток определённой частоты (задерживаемая частота зависит от параметров катушки).

В некоторых устройствах (в люминесцентных лампах) дроссель ставят именно для накопления заряда. Во всякого рода фильтрах его используют для подавления нежелательных частот.

Виды и примеры использования

Чтобы более точно усвоить, что такое дроссель, поговорим о конкретном применении этого элемента в схемах. Его можно увидеть практически в любой схеме. Их ставят, если надо развязать (сделать независимыми друг от друга) участки, работающие на разной частоте. Они сглаживают резкие скачки тока (увеличение и падение), используются для подавления шумов. В некоторых схемах работают как стартовые, способствуя увеличению напряжения в момент старта. В зависимости от назначения, делятся на следующие виды:

  • Сглаживающие. В силу индуктивности, препятствуют резкому повышению или понижению тока.
  • Фильтрующие. Специально подобранные параметры отсекают (подавляют) выбросы на определённых частотах (или в целом диапазоне). Ставят их и на входе статических конденсаторов.
  • Сетевые. Ставят в приборах, питающихся от однофазной сети. Служат для предохранения аппаратуры от перенапряжения.
  • Моторные. Ставят на входе электроприводов, чтобы сгладить пусковые токи.

    Практически в любой схеме есть этот элемент

Как видите, дроссели в электрике имеют широкое применение. Есть они в любой бытовой аппаратуре, даже в лампах. Не тех, которые работают с лампами накаливания, а тех, которые называют лампами дневного света, а так же в экономках и в светодиодных. Просто там они очень небольшого размера. Если разобрать плеер, проигрыватель, блок питания, — везде можно найти катушку индуктивности.

Дроссель в лампах дневного света

Для работы лампы дневного света необходим пуско-регулирующий аппарат. В более «старом» варианте он состоит из дросселя и стартера. Зачем дроссель в люминесцентной лампе? Он выполняет сразу две задачи:

  • При пуске накапливает заряд, необходимый для розжига лампы (пусковой).
  • Во время работы сглаживает возможные перепады тока, обеспечивая стабильное свечение лампы.

Как подключается дроссель в светильнике дневного света

В схеме люминесцентной лампы с электромагнитным ПРА, дроссель включается последовательно с лампой, стартер — параллельно. При неисправности одного из элементов или сгорании лампы, она просто не зажигается. Принцип работы этого узла такой. При включении напряжения в 220 В недостаточно для старта лампы. Пока она холодная, имеет очень большое сопротивление и ток течёт через постепенно разогревающиеся катоды лампы, затем через стартер.

В стартере есть биметаллический контакт, который при прохождении тока нагревается, начинает изгибаться. В какой-то момент он касается второго неподвижного контакта, замыкая цепь. Тут в работу вступает дроссель, пока грелся контакт стартера, он накапливал энергию. В момент когда происходит разряд стартера, он выдаёт накопленную энергию, увеличивая напряжение. В момент старта оно может достигать 1000 В. Этот разряд провоцирует разгон электродов, вырывая их из катодов лампы. Высвобождённые электроды начинают движение, ударяются о люминесцентное покрытие лампы, она начинает светиться. Дальше ток протекает не через стартер, а через лампу, так как её сопротивление стало ниже. В этом режиме дроссель работает на сглаживание скачков тока. Как видим, катушка индуктивности работает и как стартовая, и как стабилизирующая.

Зачем нужен дроссель в блоке питания

Как уже говорили, дроссель сглаживает пульсации тока. Если он при этом обладает значительным сопротивлением, параметры можно подобрать так, чтобы подавить определённые частоты.

Дроссель для сглаживания пульсаций

Второе назначение дросселя в блоке питания —  сглаживание тока. Для этого используют низкочастотные дросселя с сердечниками из магнитной стали. Пластины друг от друга изолированы слоем диэлектрика (могут быть залиты лаком). Это необходимо чтобы избавится от самоиндукции и токов Фуко. Катушки такого типа имеют индуктивность порядка 1 Гн, так что сглаживают любые колебания тока, гасят его выбросы.

Как проверить дроссель мультиметром

Что такое дроссель и для чего его применяют разобрались, теперь ещё стоит научиться определять его работоспособность. Если мультиметр может измерять индуктивность, всё несложно. Просто проводим измерение. Если параметры дросселя нам неизвестны, выставляем самый большой предел измерений. Обычно это несколько сотен Генри. На шакале обозначаются русскими Гн или латинской буквой H.

Установив переключатель мультиметра в нужное положение, щупами касаемся выводов катушки. На экране высвечивается какое-то число. Если цифры малы, переводим переключатель в одно из следующих положений, ориентируясь по предыдущим показателям.

Функция измерения индуктивности есть далеко не во всех мультиметрах

Например, если высветилось 10 мГн, выставляем предел измерения ближайший больший. После этого повторно проводим измерения. В этом случае на экране высветится индуктивность измеряемого дросселя. Имея паспортные данные, можно сравнить реальные показатели с заявленными. Они не должны сильно отличаться. Если разница велика, надо дроссель менять.

Если мультиметр простой, функции измерения индуктивности в нём нет, но есть режим измерения сопротивлений, также можно проверить его работоспособность. Но в данном случае мы будем измерять не индуктивность, а сопротивление. Измерив сопротивление обмотки мы просто сможем понять, работает дроссель или он в обрыве.

Так можно проверить исправность дросселя для ламп дневного света

Для прозвонки дросселя тестером переводим переключатель мультиметра в положение измерения сопротивлений. Выставляем предел измерений, лучше выставить нижний,чтобы видеть сопротивление обмотки. Далее щупами прикасаемся к концам обмотки. Должно высветиться какое-то сопротивление. Оно не должно быть бесконечно большим (обрыв) и не должно быть нулевым (короткое). В обоих случаях дроссель нерабочий, все остальные значения —  признак работоспособности.

Чтобы убедиться в отсутствии короткого замыкания на витках дросселя, можно перевести мультиметр в режим прозвонки и прикоснуться щупами к выводам. Если звенит — короткое есть, где-то есть пробой, а это значит, что нужен другой дроссель.

зачем нужен прибор, принцип работы элемента и область применения

Электрический дроссель — элемент, применяющийся в различных электротехнических приборах и радиоустройствах. Он регулирует силу тока, разделяя при этом или ограничивая электрические сигналы разной частоты, устраняя пульсацию постоянного тока. Посредством прохождения тока по скрученному проводнику образуется магнитное поле, используемое в электро- и радиотехнике.

Принцип работы

Дроссель функционирует по принципу самоиндукции. По внешнему виду напоминает обычную катушку, работающую по типу электрического трансформатора, хотя конструкция состоит лишь из одной обмотки.

Дроссельная катушка имеет ферромагнитные или стальные пластины, изолированные одна от другой для исключения образования токов Фуко, характеризующихся большими помехами. Прибор выполняет функцию сдерживающего барьера при перепадах напряжения в электросети.

Но именно это устройство относится к низкочастотным. Переменный ток, идущий по сетям, характеризуется большим диапазоном колебаний: от 1 до 1 млрд Герц.

Условно они делятся на такие виды:

  1. Низкие частоты (их ещё называют звуковыми) имеют границы колебаний 20−20000 Гц.
  2. Ультразвуковые: от 20 до 100 кГц .
  3. Сверхвысокие: свыше 100 кГц .

У приборов, работающих на высоких частотах, сердечник заменяется каркасами из пластика или резисторами, служащими основой для обмотки медным проводом. В этом случае дроссельный трансформатор оснащён в несколько слоёв или секционной обмоткой.

Главной технической характеристикой дроссельной катушки является индуктивность (принятые единицы измерения — Генри (Гн), сопротивляемая способность постоянному электрическому току (амплитуда колебаний приближается к нулю) изменением напряжения в требуемых пределах, номинальным подмагничиванием тока.

Используя магнитные сердечники, значительно уменьшаются размеры дросселей с теми же существующими значениями индуктивности. Применение ферритовых и магнитоэлектрических составов благодаря их небольшой ёмкости позволяет пользоваться ими при широких диапазонах.

По предназначению такого типа катушки делятся на три вида:

  1. Переменного тока — применяются для ограничения его в сети.
  2. Катушки насыщения — в стабилизаторах напряжения.
  3. Сглаживающие ослабевают пульсацию выравниваемого тока.

Магнитные усилители — дроссели работают с намагничивающимся сердечником под действием постоянного тока. При других его параметрах соответственно меняется индуктивное сопротивление.

Бывают ещё трёхфазные катушки, применяющиеся в определённых цепях. В наше время различные инженерные задачи решаются с использованием разнообразных типов дросселей.

Применение дросселя

Индуктивность нашла широкое применение в большом разнообразии приборов электротехники, автоматики, радиотехники. Дроссели работают в виде различных электрических фильтров, преобразователей электрической энергии, разных типов электромагнитных реле, а также трансформаторов. Если же конденсатор выполняет накопительную функцию электрического заряда, то индуктивность накапливает электромагнитную энергию. Вот зачем нужен дроссель.

Посредством прохождения электричества по проводу происходит образование постоянного магнитного поля. Это зависит от количества витков: чем их больше на дросселе и больше проходящего через него количества тока, тем сильнее становится магнитное поле элемента. Чтобы увеличить мощность электрического магнита, в прибор следует встраивать ферромагнитный сердечник. Способность дросселя вырабатывать магнитное поле зачастую применяется в электромагнитах, имеющих большую мощность, в различных электромеханических реле, электродвигателях, а также генераторах.

Дроссельная катушка пропускает постоянный электроток с минимальным сопротивлением, но если проходит ток переменной частоты, оказывает большое сопротивление, то есть выступает в роли фильтра. Эта способность, которая называется индуктивностью, применяется для того, чтобы отделить цепь переменной частоты от цепи постоянной частоты тока. Дроссель с наличием стального сердечника применяется в фильтрах блоков питания сетевых выпрямителей, чтобы сглаживать пульсацию переменного тока.

Под воздействием на катушку переменного магнитного поля в ней происходит образование переменного электротока. Это индуктивное свойство применяется в электрических генераторах с постоянным и переменным током.

В них преобразуется механическая энергия в электрическую:

  • гидроэлектростанциями используется энергия падающей воды;
  • генераторы, работающие на жидком топливе, при сжигании бензина или дизеля вырабатывают электричество;
  • тепловые электростанции в качестве топлива используют уголь или же природный газ;
  • в атомных электростанциях механическая энергия получается благодаря нагреву воды.

При прохождении электричества через дроссель вокруг него возникает переменное магнитное поле, оказывающее действие на находящуюся рядом катушку и в ней тоже начинает образовываться переменный электроток.

В этом случае катушка выполняет функции трансформатора, который служит для выравнивания сопротивления нагрузки с внутренними сопротивлениями прибора, вырабатывающего электроэнергию. Трансформаторы применяются во всех отраслях электросвязи, всяческих автоматизированных системах, радиотехнике, различной электронике и т. д.

Электронные аналоги

Обычно индуктивные катушки имеют довольно большие размеры. Для их уменьшения без изменения каких-либо технических характеристик нужно сделать замену индуктивного элемента. Вместо него устанавливается полупроводниковый стабилизатор. Он выполняет функцию транзистора с достаточно высокой мощностью. Так элемент преобразуется в электронный дроссель.

Транзистор полностью компенсирует скачки напряжения в сети, сокращает его пульсацию. Но нужно учесть, что этот элемент выполняет всё-таки полупроводниковую функцию, поэтому в приборах, работающих на высоких частотах, его нерационально применять.

Дроссели маркируют в соответствии с их параметрами, поэтому перепутать тип устройства довольно трудно.

Что такое дроссель?

В цепях с переменным током с целью ограничения тока нагрузки используются дроссели, то есть индуктивные сопротивления. Такие устройства обеспечивают существенную экономию электроэнергии, не допускают перегрузку и чрезмерный нагрев.

Дроссель представляет собой один из видов катушек индуктивности, основным назначением которого является задержание влияния тока на конкретный диапазон частот. Причём резкое изменение силы тока в катушке невозможно, поскольку работает закон самоиндукции, вследствие чего создается дополнительное напряжение. Рассмотрим детально принцип действия, виды и назначение дросселей.

Назначение

Многих интересует, что такое дроссель и как он выглядит. Устройство выполнено в виде железного трансформатора, единственным отличием является наличие одной обмотки. Катушка накручена на сердечник из трансформаторной стали, при этом пластины разделены и не контактируют друг с другом с целью снижения вихревого тока.

Электронный дроссель характеризуется высоким уровнем индуктивности до 1Гн, катушка эффективно противодействует изменениям тока в электроцепи. При снижении силы тока катушка его поддерживает, а в случае резкого повышения катушка обеспечивает ограничение и предотвращение резкого скачка.

Рассматривая, для чего нужен дроссель, следует назвать такие цели:

  • снижение помех;
  • сглаживание пульсаций электрического тока;
  • накапливание энергии в магнитном поле;
  • отделение частей схемы по высокой частоте.

Зачем же нужен дроссель? Основным его назначением в электросхеме является задержка на себе тока конкретного частотного диапазона или накопление энергии  в магнитном поле.

Важность дросселя объясняется тем фактом, что люминесцентные газоразрядные лампы (к примеру, бытовые светильники, фонари на улицах) не функционируют без дросселя. Он выступает в роли ограничителя напряжения, подающегося на электроды газоразрядной лампы.

Также дроссельные устройства формируют пусковое напряжение, требуемое для создания электрического разряда между электродами. Благодаря этому обеспечивается включение люминесцентной лампы. Пусковое напряжение рассчитано всего на доли секунды. Таким образом, дроссель – это устройство, отвечающее за включение лампы и ее стабильное функционирование.

Принцип работы

Электронный дроссель имеет простую конфигурацию и понятный принцип функционирования. Он представляет собой катушку из электропровода, которая намотана на сердечник из специального ферромагнитного материала. Принцип работы базируется на самоиндукции катушки. При рассмотрении конструкции дросселя, становится понятным, что она работает как электрический  трансформатор, только с одной обмоткой.

Сердечник и ферромагнитные пластины изолированы с целью предотвращения токов Фуко, создающих существенные помехи. Катушка имеет большую индуктивность, причем непосредственно выступает защитным ограждением при резких скачках напряжения в сети.

Однако данная конструкция считается низкочастотной. Переменный ток в бытовых сетях колеблется в широком диапазоне, поэтому колебания разделяются на три категории:

  • низкие частоты в пределах 20Гц-20кГц;
  • ультразвуковые частоты от 20 кГц до 100 кГц.;
  • сверхвысокие частоты более 100 кГц.

В высокочастотных устройствах не предусмотрен сердечник, вместо него применяются каркасы из пластика или стандартные резисторы. А сам дроссель в таком случае имеет конфигурацию многослойной навивки.

В процессе расчетов и составления схем, как подключить дроссель учитываются его параметры и характеристики сети, в которой необходимо поддерживать работу ламп. Особенное внимание при подключении необходимо уделять этапу начала свечения лампы, когда требуется пробивание газовой среды при помощи разряда. В этот момент необходимо высокое напряжение, а после этого прибор выступает в качестве сдерживающего напряжение элемента.

Основные характеристики

В большинстве своем дроссели имеют существенные габариты. Чтобы сделать приборы компактными без ухудшения технических характеристик, катушка индуктивности заменяется стабилизатором, который по сути является мощным транзистором. В результате получается электронный дроссель. Однако прибор такого типа является полупроводником, поэтому его нецелесообразно использовать в высокочастотных приборах.

Электронный дроссель необходимо выбирать по нескольким параметрам, основной из которых считается индуктивность, измеряемая в Гн. Также важными техническими характеристиками приборов выступают:

  • сопротивление, которое принимается во внимание при постоянном токе;
  • изменение напряжения в допустимых рамках;
  • ток подмагничивания – используется номинальный показатель.

Выбирая устройство, в первую очередь необходимо ориентироваться на цели и задачи, для чего нужен дроссель в схемах электроцепей. Применение в электрических дросселях магнитных сердечников дает возможность обеспечить компактность приборов при сохранении  прежних показателей индуктивности. Ферритовые и магнитодиэлектрические составы, благодаря низкой емкости, могут использоваться в широких диапазонах частот.

Разновидности дросселей

Выделяют следующие виды электрических дросселей, на основании видов ламп, в которых они используются:

  • однофазные – подходят для бытовых и офисных систем освещения, которые работают от сети 220 Вольт;
  • трехфазные – рассчитаны на сети 220 и 380 Вольт. Такие дроссели подойдут для ламп ДРЛ и ДНАТ.

Электронный дроссель может принадлежать к одной из категорий в зависимости от места установки:

  • встраиваемые или открытые. Они монтируются в корпус светильника, который обеспечивает защиту от внешних факторов;
  • закрытые – отличаются герметичностью и влагозащищенностью. Такие устройства можно устанавливать в уличных условиях на открытых участках.

В зависимости от назначения дроссели разделяют на виды:

  • переменного тока. Применяются с целью ограничения напряжения в сети, к примеру, в момент запуска электромотора или импульсных ИВЭП;
  • насыщения. В основном устанавливаются в стабилизаторах напряжения;
  • сглаживающие – для снижения пульсаций выпрямленного тока;
  • магнитные усилители. Такие катушки индуктивности предполагают наличие подмагничивающегося сердечника благодаря наличию постоянного тока в сети. При регулировке его параметров можно менять значения индуктивного сопротивления.

Дроссели могут сохранять работоспособность на протяжении длительного срока эксплуатации при правильном использовании. Прибор предназначен для ограничения резких скачков напряжения, что позволяет обезопасить как приборы, так и всю сеть.

Что такое дроссельная заслонка в автомобиле? Принцип работы

Чтобы обеспечивать бесперебойную работу автомобиля, его двигатель должен постоянно подпитываться нужным количеством кислорода. Важно понимать, что при разной мощности и скорости требуется различное количество топлива и воздуха. Именно за регулирование этого вопроса отвечает дроссельная заслонка. По своей природе это клапан, через который осуществляется подача воздуха.

Что представляет и где находится заслонка

Располагается дроссельный механизм между коллектором впуска и воздушным фильтром. Найти его достаточно просто – нужно проследить за креплением воздушного фильтра под капотом и он выведет вас к дросселю.

Принцип работы дроссельной заслонки

Общий принцип работы дроссельной заслонки можно описать следующим образом. При надавливании на педаль акселератора заслонка отходит от своего обычного положения, и образуются небольшие щели, через которые воздух попадает в двигатель, где, смешиваясь с бензином, образует топливную смесь. Больше щель – больше воздуха, больше топлива для работы машины.

Дроссель может быть:

  • механическим;
  • электрическим.

Механическая дроссельная заслонка

Принцип работы механической заслонки сводится к креплению ее тросиком к педали акселератора. В этом случае, чем сильнее водитель нажимает на педаль газа, тем больше воздуха и топлива попадает в двигатель, что обеспечивает увеличение мощности его работы. Такой принцип работы характерен для бюджетных автомобилей. Он простой в обслуживании, эксплуатации, а также надежен и долговечен.

При этом элементы дроссельной заслонки с механическим приводом объединяются в отдельный блок, состоящий из таких элементов:

  • корпуса;
  • системы датчиков;
  • регулятора холостого хода;
  • собственно заслонка, соединенная тросиком с педалью акселератора.

Электрическая дроссельная заслонка

Система заслонки с электрической заслонкой несколько отличается от своего механического собрата. Устанавливаются они на современных типах автомобилей. Главной особенность является возможность электронного управления уровнем подачи воздуха и топлива, путем считывания сведений с определенных датчиков, отвечающих за контроль каждого элемента дросселя. Здесь нет прямой механической связи между акселератором (педаль газа) и дроссельной заслонкой.

Важно понимать, что электрический дроссель имеет многочисленные преимущества перед механическим. Прежде всего, это возможность экономного расхода топлива, обеспечение оптимальных экологических характеристик, высокий уровень безопасности при движении транспортного средства.

Достигается это использованием электронной системы управления, которая в буквальном смысле просчитывает возможные варианты и выбирает лучшие решения. Нужно понимать, что в этом случае каждое действие контролируется системой датчиков, передающих сигналы в общий блок управления.

Дополнительно следует отметить, что система управления получает информацию и с других узлов автомобиля. Таких как: тормозная система, коробка передач, климатической установки, системы контроля климата и других. В дальнейшем на основании полученной информации «вырабатывается» правильное решение, позволяющее гарантировать комфортный уровень езды и высокую безопасность водителя и пассажиров.

Возможные проблемы дросселя

Нужно учитывать, что наличие большого количества соединительных элементов рано или поздно может оказаться причиной различного рода поломок, либо же способствовать «зависанию» системы с последующим сбоев ее работы.

Если такое произошло, присутствует риск, что транспортное средство начнет немного «тупить», а именно:

  • появятся повышенные обороты при работе двигателя на холостом ходу;
  • будут проскальзывать плавающие обороты, когда двигатель будет работать;
  • во время перехода на нейтральную передачу возможны случаи остановки двигателя;
  • расход топлива станет большим нормальной нормы, и его трудно будет контролировать;
  • двигатель не будет работать на полную мощь;
  • срабатывают сигнализирующие датчики работы заслонки.

В зависимости от типа дроссельного привода (механический, электрический) исправить повреждение можно очисткой, либо же регулировкой. Для этого потребуется провести ряд небольших манипуляций, связанных с проверкой узла крепления заслонки.

Выполняется это путем последовательной разборки всего узла с дальнейшей его диагностикой (визуальным осмотром), очисткой, заменой (при необходимости) поврежденных, либо отработавших свой ресурс частей. Сборка конструкции осуществляется в обратном разбору порядке.

В случае же электрической системы, когда «руководством» всего процесса занимается общий блок управления, целесообразно обеспечивать диагностику в специальном центре, с использованием специализированного, электронно-компьютерного оборудования. Ведь в этом случае проблема может скрываться даже не в дроссельной заслонке, а многочисленных контролирующих ее работу датчиках.

Иногда неприятность находится даже вне системы подачи воздуха. Но, если ее не устранить, она попросту будет блокировать какие-либо действия со стороны дроссельной заслонки. Обычно такие датчики не подлежат ремонту, они меняются только на новые.

Нужно понимать, что неисправность всей топливной системы влечет за собой практически мгновенную остановку автомобиля. Поэтому, если присутствуют даже минимальные намеки на возможные неприятности, следует мгновенно на них реагировать, не скупиться на полную диагностику автомобиля и быстро устранять неполадки.

Поделитесь информацией с друзьями:


Дроссель устройство принцип работы

Чтобы понять, как работает схема, необходимо знать не только состав элементов, но и точно представлять, что делает конкретный элемент или их группа. В этой статье будем разбираться с тем, что такое дроссель, как он устроен и работает в различных устройствах и схемах.

Что такое дроссель, внешний вид и устройство

Дроссель — это один из видов катушки индуктивности, представляет собой специальную медную проволоку, намотанную на сердечник. Но не всё так просто, бывают они и без сердечника, называются бескаркасные или воздушные. Внешне некоторые похожи на трансформатор. Отличие в том, что дроссель имеет только одну обмотку, а у трансформатора их две или больше. Если вывода только два, то перед вами точно не трансформатор.

Дроссели без сердечника представляют собой намотанную спиралью проволоку. Как выглядит дроссель в электротехнике разобрались, теперь поговорим о его конструкции.

Что такое дроссель: это намотанная в виде спирали медная проводка с сердечником или без

Как уже говорили, сердечник у дросселя может быть, а может и не быть. Сердечник может быть из токопроводящего материала — металла, а может из магнитного. Наличие или отсутствие сердечника, а также его тип (не только материал, но и форма) влияют на параметры катушки индуктивности.

Элементы без сердечников применяются для отсечения высоких частот, с сердечником чаще применяют для накопления энергии. Есть и ещё один момент: если сравнить дроссели с одинаковыми параметрами с сердечником и без, то те которые его имеют, размером намного меньше. Чем лучше проводимость сердечника, тем меньше идёт проволоки и меньшие размеры имеет элемент.

Схематическое изображение дросселя с магнитным сердечником и без

Несколько слов о проволоке, которую используют для намотки дросселя. Это специальный изолированный провод. Изоляция — тонкий слой диэлектрического лака, он незаметен, но изолирует хорошо. Так что, при самостоятельной намотке катушки, не используйте обычную проволоку, только специальную, покрытую изоляцией.

Дроссель на схеме обозначается графическим изображением полуволны. Если он с магнитным сердечником, добавляется черта. Если требуется какой-то специальный металл это также указывается рядом со схематическим изображением. Также может быть указан диаметр провода (L1).

Свойства, назначение и функции

Теперь разберём, что такое дроссель с точки зрения электрики. Если говорить коротко — это элемент, который сглаживает ток в цепи, что отлично видно на графике. Если подать на него переменный ток, увидим, что напряжение на катушке возрастает постепенно, с некоторой задержкой. После того, как напряжение убрали, в цепи еще какое-то время протекает ток. Это происходит так как поле катушки продолжает «толкать» электроны благодаря запасённой энергии. То есть, на дросселе ток не может появляться и исчезать мгновенно.

Ток на дросселе возрастает плавно и так же плавно снижается. Глядя на эти графики становится понятно, что дроссель — это элемент, сглаживающий ток

Это свойство и используют, когда надо ограничить ток, но есть ограничения по нагреву (желательно его избежать). То есть дроссель используют как индуктивное сопротивление, задерживающее или сглаживающее скачки тока. Как и резистор, катушка индуктивности имеет определённое сопротивление, что вызывает падение напряжение и ограничивает ток. Вот только греется намного меньше. Потому его часто используют как индуктивную нагрузку.

У дросселя есть два свойства, которые тоже используют в схемах.

  • так как это подвид катушки индуктивности, то он может запасать заряд;
  • отсекает ток определённой частоты (задерживаемая частота зависит от параметров катушки).

В некоторых устройствах (в люминесцентных лампах) дроссель ставят именно для накопления заряда. Во всякого рода фильтрах его используют для подавления нежелательных частот.

Виды и примеры использования

Чтобы более точно усвоить, что такое дроссель, поговорим о конкретном применении этого элемента в схемах. Его можно увидеть практически в любой схеме. Их ставят, если надо развязать (сделать независимыми друг от друга) участки, работающие на разной частоте. Они сглаживают резкие скачки тока (увеличение и падение), используются для подавления шумов. В некоторых схемах работают как стартовые, способствуя увеличению напряжения в момент старта. В зависимости от назначения, делятся на следующие виды:

  • Сглаживающие. В силу индуктивности, препятствуют резкому повышению или понижению тока.
  • Фильтрующие. Специально подобранные параметры отсекают (подавляют) выбросы на определённых частотах (или в целом диапазоне). Ставят их и на входе статических конденсаторов.
  • Сетевые. Ставят в приборах, питающихся от однофазной сети. Служат для предохранения аппаратуры от перенапряжения.
  • Моторные. Ставят на входе электроприводов, чтобы сгладить пусковые токи.

Практически в любой схеме есть этот элемент

Как видите, дроссели в электрике имеют широкое применение. Есть они в любой бытовой аппаратуре, даже в лампах. Не тех, которые работают с лампами накаливания, а тех, которые называют лампами дневного света, а так же в экономках и в светодиодных. Просто там они очень небольшого размера. Если разобрать плеер, проигрыватель, блок питания, — везде можно найти катушку индуктивности.

Дроссель в лампах дневного света

Для работы лампы дневного света необходим пуско-регулирующий аппарат. В более «старом» варианте он состоит из дросселя и стартера. Зачем дроссель в люминесцентной лампе? Он выполняет сразу две задачи:

  • При пуске накапливает заряд, необходимый для розжига лампы (пусковой).
  • Во время работы сглаживает возможные перепады тока, обеспечивая стабильное свечение лампы.

Как подключается дроссель в светильнике дневного света

В схеме люминесцентной лампы с электромагнитным ПРА, дроссель включается последовательно с лампой, стартер — параллельно. При неисправности одного из элементов или сгорании лампы, она просто не зажигается. Принцип работы этого узла такой. При включении напряжения в 220 В недостаточно для старта лампы. Пока она холодная, имеет очень большое сопротивление и ток течёт через постепенно разогревающиеся катоды лампы, затем через стартер.

В стартере есть биметаллический контакт, который при прохождении тока нагревается, начинает изгибаться. В какой-то момент он касается второго неподвижного контакта, замыкая цепь. Тут в работу вступает дроссель, пока грелся контакт стартера, он накапливал энергию. В момент когда происходит разряд стартера, он выдаёт накопленную энергию, увеличивая напряжение. В момент старта оно может достигать 1000 В. Этот разряд провоцирует разгон электродов, вырывая их из катодов лампы. Высвобождённые электроды начинают движение, ударяются о люминесцентное покрытие лампы, она начинает светиться. Дальше ток протекает не через стартер, а через лампу, так как её сопротивление стало ниже. В этом режиме дроссель работает на сглаживание скачков тока. Как видим, катушка индуктивности работает и как стартовая, и как стабилизирующая.

Зачем нужен дроссель в блоке питания

Как уже говорили, дроссель сглаживает пульсации тока. Если он при этом обладает значительным сопротивлением, параметры можно подобрать так, чтобы подавить определённые частоты.

Дроссель для сглаживания пульсаций

Второе назначение дросселя в блоке питания — сглаживание тока. Для этого используют низкочастотные дросселя с сердечниками из магнитной стали. Пластины друг от друга изолированы слоем диэлектрика (могут быть залиты лаком). Это необходимо чтобы избавится от самоиндукции и токов Фуко. Катушки такого типа имеют индуктивность порядка 1 Гн, так что сглаживают любые колебания тока, гасят его выбросы.

Как проверить дроссель мультиметром

Что такое дроссель и для чего его применяют разобрались, теперь ещё стоит научиться определять его работоспособность. Если мультиметр может измерять индуктивность, всё несложно. Просто проводим измерение. Если параметры дросселя нам неизвестны, выставляем самый большой предел измерений. Обычно это несколько сотен Генри. На шакале обозначаются русскими Гн или латинской буквой H.

Установив переключатель мультиметра в нужное положение, щупами касаемся выводов катушки. На экране высвечивается какое-то число. Если цифры малы, переводим переключатель в одно из следующих положений, ориентируясь по предыдущим показателям.

Функция измерения индуктивности есть далеко не во всех мультиметрах

Например, если высветилось 10 мГн, выставляем предел измерения ближайший больший. После этого повторно проводим измерения. В этом случае на экране высветится индуктивность измеряемого дросселя. Имея паспортные данные, можно сравнить реальные показатели с заявленными. Они не должны сильно отличаться. Если разница велика, надо дроссель менять.

Если мультиметр простой, функции измерения индуктивности в нём нет, но есть режим измерения сопротивлений, также можно проверить его работоспособность. Но в данном случае мы будем измерять не индуктивность, а сопротивление. Измерив сопротивление обмотки мы просто сможем понять, работает дроссель или он в обрыве.

Так можно проверить исправность дросселя для ламп дневного света

Для прозвонки дросселя тестером переводим переключатель мультиметра в положение измерения сопротивлений. Выставляем предел измерений, лучше выставить нижний,чтобы видеть сопротивление обмотки. Далее щупами прикасаемся к концам обмотки. Должно высветиться какое-то сопротивление. Оно не должно быть бесконечно большим (обрыв) и не должно быть нулевым (короткое). В обоих случаях дроссель нерабочий, все остальные значения — признак работоспособности.

Чтобы убедиться в отсутствии короткого замыкания на витках дросселя, можно перевести мультиметр в режим прозвонки и прикоснуться щупами к выводам. Если звенит — короткое есть, где-то есть пробой, а это значит, что нужен другой дроссель.

Дросселем называется катушка индуктивности определенной конструкции и номинала, предназначенная для установки в электротехнических и электронных схемах. Дроссель электрический требуется отличать от аналога, используемого в электронных устройствах с учетом их конструктивных особенностей. Для понимания, в чем состоят различия этих двух изделий, придется ознакомиться с принципом работы и существующими разновидностями.

Принцип работы

Принцип работы дросселей в электрической схеме можно объяснить так:

  • при протекании переменного тока через индуктивный элемент скорость его нарастания замедляется, что приводит к аккумулированию энергии в магнитном поле катушки;
  • объясняется это действием закона Ленца, согласно которому ток в индуктивности не может изменяться мгновенно;
  • нарушение этого правила привело бы к недопустимому нарастанию напряжения, что физически невозможно.

Другой отличительной особенностью, поясняющей принцип работы индуктивности, является эффект самоиндукции, теоретически обоснованный Фарадеем. На практике он проявляется как наведение в катушке собственной ЭДС, имеющей противоположную полярность. За счет этого эффекта через индуктивность начинает течь ток, препятствующий нарастанию вызвавшего его полевого образования.

Указанное свойство позволяет применять индуктивные элементы в электротехнике для сглаживания низкочастотных пульсаций. Для них индуктивность представляется большим сопротивлением.

Использование в других технических областях (в высокочастотных устройствах, например) дроссель обеспечивает развязку основной электронной схемы от вспомогательных (низкочастотных) цепей.

Технические характеристики

Основным техническим параметром дросселя в электротехнике и электронике, полностью характеризующим его функциональность, является величина индуктивности. Этим он напоминает обычную катушку, применяемую в различных электрических схемах. И в том и другом случае за единицу измерения принимается Генри, обозначаемый как Гн.

Еще один параметр, описывающий поведение дросселя в различных цепях – его электрическое сопротивление, измеряемое в Омах. При желании его всегда удается проверить посредством обычного тестера (мультиметра). Для полноты описания работы этого элемента потребуется добавить такие показатели:

  • допустимое (предельное) напряжение;
  • номинальный ток подмагничивания;
  • добротность образуемого катушкой контура.

Указанные характеристики дросселей позволяют разнообразить их ассортимент и использовать для решения самых различных инженерных задач.

Разновидности дросселей

По виду электрических цепей, в которых устанавливаются дроссельные элементы, классификация следующая:

  • низкочастотные индуктивности;
  • высокочастотные катушки;
  • дроссели в цепях постоянного тока.

Низкочастотные элементы внешне напоминают обычный трансформатор, у которого имеется всего лишь одна обмотка. Их катушка навита на пластиковом каркасе с размещенным внутри сердечником, изготовленным из трансформаторной стали.

Стальные пластины надежно изолированы одна от другой, что позволяет снизить уровень вихревых токов.

Дроссельные НЧ катушки обычно имеют большую индуктивность (более 1 Гн) и препятствуют прохождению токов сетевых частот 50-60 Герц через участки цепей, где они установлены.

Еще одна разновидность индуктивных изделий – высокочастотные дроссели, витки которых навиваются на ферритовом или стальном сердечнике. Существуют разновидности ВЧ изделий, которые работают без ферромагнитных оснований, а провода в них наматываются просто на пластмассовый каркас. При секционной намотке, применяемой в схемах среднечастотного диапазона, витки провода распределяются по отдельным секциям катушки.

Электротехнические изделия с ферромагнитным сердечником имеют меньшие габариты, чем простые дроссели той же индуктивности. Для работы на высоких частотах применяются сердечники ферритовые или из диэлектрических составов, отличающихся малой собственной емкостью. Такие дроссели используются в довольно широком диапазоне частот.

Некоторые из них изготавливаются в виде толстой витой проволоки, совсем не имеющей каркаса.

Дроссель постоянного тока в основном применяется для сглаживания пульсаций, появляющихся после его выпрямления в специальных схемах.

Применение индуктивных элементов и их графическое обозначение

Электрические дроссели, работающие в цепях переменного тока, традиционно применяются в следующих случаях:

  • для развязки вторичных цепей импульсных источников питания;
  • в обратноходовых преобразователях или бустерах;
  • в балластных схемах люминесцентных ламп, обеспечивающих быстрый запуск;
  • для запуска электрических двигателей.

В последнем случае они используются в качестве ограничителей пусковых и тормозных токов.

Электротехнические изделия, устанавливаемые в электрических приводах мощностью до 30 кВт, по своему виду напоминают классический трехфазный трансформатор.

Так называемые дроссели насыщения используются в типовых обратноходовых стабилизаторах напряжения, а также в феррорезонансных преобразователях и магнитных усилителях. В последнем случае возможность намагничивания сердечника позволяет изменять индуктивное сопротивление действующих цепей в широких пределах. Сглаживающие дроссели применяются для снижения уровня пульсаций в выпрямительных цепях.

Источники питания с такими элементами до сих пор встречаются в электротехнической практике. Для запуска люминесцентных ламп все чаще используется «электронный» балласт, постепенно вытесняющий намоточные изделия. Его применение объясняется следующими преимуществами:

  • низкий вес;
  • эксплуатационная надежность;
  • отсутствие характерного для обычных дросселей гудения.

Для обозначения дросселя на электротехнических и электронных схемах используются значки, представляющие собой отрезок витого проводника. Для катушек с сердечником внутри намотки дополнительно ставится черточка, а в бескаркасном варианте исполнения она отсутствует.

Вы здесь

На рис.1 показано устройство дросселя, у которого рабочая щель образуется коротким цилиндрическим участком “В” расточки в корпусе 2, на рабочем участке которого “С”- выполнены продольные пазы треугольной формы. Изменения положения дросселя 2 достигается вращением рукоятки 6, поворачивающей через штифт 5 втулку 3. Запрессованный во втулку штифт 7, воздействуя на винтовую канавку, выполненную на поверхности дросселя, вызывает его осевое перемещение, так как от поворота вокруг своей оси дроссель удерживается штифтом 9, входящим в паз в корпусе. Заказывают изготовление пружин тут. Пружина 8 служит для устранения люфта при изменении дросселя. Рабочая жидкость может подводиться к любому из присоединительных отверстий “А” или ”Б”, проходя через рабочую щель дросселя.

Устройство и принцип работы путевого дросселя

Существуют дроссели, величина проходного сечения рабочей щели которых может изменяться в процессе движения рабочих органов машины за счет воздействия на дросселирующий элемент с помощью рычага, находящегося в контакте с копиром, установленном на подвижной части машины. Это так называемые путевые дроссели. Они позволяют изменять скорость гидродвигателя, приводящего в движение часть машины. По ходу движение осуществлять плавный разгон и торможение. Устройство такого дросселя показано на рис.2. От описанного выше дросселя они отличаются главным образом, узлом передней крышки 1 с рычагом 2 и роликом 3, взаимодействующим с копиром и дросселем.

Устройство и принцип работы дросселя с обратным клапаном

Часто возникает необходимость дросселировать поток жидкости в одном направлении и свободно пропускать его в противоположном направлении. Для этого служат дроссели с обратным клапаном, и в этом случаем присоединительные отверстия уже неравноправны.

На рис 3 показано устройство линейного дросселя с обратным клапаном. Он состоит из корпуса 1 шестигранной формы, соединенного резьбой со втулкой 2, в расточке которого размещается затвор 3 обратного клапана, его пружина 4 и опорная шайба 5. При движении жидкости слева-направо (подвод к отверстию “А”), она отжимает затвор обратного клапана и через радиальные сверления в затворе и центральную расточку поступает на выход дросселя клапана – к отверстию “Б” и далее в систему. При движении жидкости в обратном направлении (подвод к отверстию “В”) клапан 3 закрывается и поток жидкости дросселируется, проходя через щель образуемую кромками “а” и ”б” расточек во втулке и корпусе. Размер этой щели регулируется вращением корпуса.

Дайте принцип работы дроссельной катушки Объясните физику класса 12 CBSE

Подсказка: Дроссельная катушка работает по принципу самоиндукции. Его основная функция — обеспечивать сопротивление цепи переменному току. В то же время он не допускает никакого сопротивления постоянному току. Закон Ленца играет важную роль в принципе работы дроссельной катушки.
Используемая формула:
$ \ epsilon = L \ dfrac {di} {dt} $

Полное пошаговое решение:
Дроссельная катушка в основном представляет собой катушку с очень высокой самоиндукцией и очень низким сопротивлением.


Самоиндукция определяется как магнитный поток, связанный с цепью из-за проходящего через нее единичного тока. В качестве альтернативы, это также может быть определено как электродвижущая сила, которая генерируется из-за изменения единицы тока в единицу времени.
Теперь мы знаем, что в цепи переменного тока ток меняется со временем очень быстро. Таким образом, если самоиндукция катушки очень высока, электродвижущая сила (ЭДС), генерируемая в катушке, также будет очень высокой. Эта ЭДС $ \ epsilon $ всегда работает против напряжения источника, чтобы удовлетворить закону Ленца.
Закон Ленца гласит, что генерируемая ЭДС всегда будет пытаться остановить причину своего собственного поколения. Итак, здесь ЭДС пытается остановить изменяющийся переменный ток. Значение ЭДС:
$ \ epsilon = L \ dfrac {di} {dt} $
Здесь L называется самоиндуктивностью, i — ток.
Это дает полное сопротивление переменному току.
Но из-за очень низкого сопротивления рассеиваемая мощность через дроссель очень мала. Таким образом, дроссель становится экономически эффективным.
Дополнительная информация:
Единица индуктивности — Генри.«L» дает меру ЭДС, генерируемой в катушке из-за ее собственного изменяющегося тока. Есть еще одна вещь, называемая взаимной индуктивностью. Это ЭДС в одной катушке из-за изменения тока в другой катушке.

Примечание:
— Противоположная концепция дросселя — это безиндуктивная катушка. Он не придает цепи импеданса переменного тока, но имеет очень высокое сопротивление.
— Дроссель в основном используется для обеспечения необходимого сопротивления в цепи переменного тока без потери мощности постоянного тока.
— Магнитный поток из-за собственного тока катушки задается как $ \ phi = L.я $.

Принцип работы и функция дроссельной заслонки

Дроссельный клапан — это клапан, который регулирует поток жидкости, изменяя поперечное сечение по длине штуцера. Разберем принцип работы и функции дроссельной заслонки.

1. Принцип работы дроссельной заслонки

Дроссельная заслонка очень похожа на отсечной клапан по внешнему виду и конструкции. Единственное различие между ними — форма диска и рабочий ход.Таким образом, части дроссельной заслонки и запорной арматуры взаимозаменяемы.

Все виды запорных клапанов могут изменять площадь поперечного сечения среднего канала и, таким образом, также могут в определенной степени играть роль регулировки, но их регулировочная способность не так хороша. Это связано с тем, что их части открывания-закрывания и шток клапана подвижно соединены, и в стыке имеется зазор, что приводит к неудобствам при регулировке; Подъем частей открывания-закрывания не пропорционален изменению площади канала, поэтому нелегко производить точную и непрерывную регулировку.Когда площадь канала мала, а средний расход высок, это вызовет сильную эрозию уплотнительной поверхности и вызовет вибрацию диска. Поэтому для регулировки и обеспечения плавной работы воздушной заслонки обычно используется дроссельная заслонка специальной конструкции и формы «открыто-закрыто».

2. Функция дроссельного клапана

Дроссельный клапан может играть роль в управлении потоком жидкости. Вообще говоря, когда перепад давления дроссельной заслонки поддерживается на определенной величине, размер открытия дроссельной заслонки будет влиять на изменение потока жидкости.Короче говоря, дроссельный клапан играет три основные роли:

Функция 1: перехват и регулирование скорости

Дроссельный клапан изменяет расход, контролируя поперечное сечение длины дросселя. Это главный эффект и основная функция дроссельной заслонки.

Функция 2: играет роль сопротивления нагрузке

Дроссельная заслонка также может в определенной степени играть роль в сопротивлении нагрузке. Это только часть функции воздушной заслонки. Основная функция воздушной заслонки по-прежнему — регулирование скорости.

Функция 3: играет роль буферизации давления

Дроссельный клапан может компенсировать давление жидкости. Когда жидкость протекает через дроссельный клапан, дроссельный клапан может в определенной степени препятствовать потоку жидкости, чтобы уменьшить силу удара.

Shandong Saigao Group Corporation специализируется на проектировании, исследованиях и разработках, производстве, продаже и экспорте механического оборудования. Наша ведущая продукция включает различные типы буровых насосов, подземные генераторы, грохоты, инструменты для цементирования и устьевое оборудование.Наша дроссельная заслонка также является самым экономичным продуктом в отрасли, а наше качество заслуживает доверия!

Дроссельные клапаны, типы и назначение

Дроссельная заслонка

Дроссельный клапан, иногда также известный как «дроссельный клапан», представляет собой тип регулирующего клапана, который в основном используется в нефтяных и газовых эксплуатационных скважинах для управления потоком добываемых скважинных флюидов. Другая цель, которую служат дроссельные клапаны, — это гашение давления в резервуаре и регулирование давления на выходе в выкидных линиях.

Дроссельные клапаны пропускают жидкость через очень маленькое отверстие, предназначенное для гашения пластового давления при регулировании добычи из скважины. Пластовые жидкости могут содержать частицы песка. Следовательно, дроссельные клапаны обычно предназначены для работы в условиях эрозии.

Обычно в нефтегазодобывающих скважинах есть два последовательно соединенных дроссельных клапана, один нерегулирующий дроссельный клапан и один регулирующий дроссельный клапан после нерегулирующего дроссельного клапана.

Клапаны воздушные нерегулирующие

Функция нерегулирующего дроссельного клапана заключается в том, чтобы действовать как двухпозиционный клапан и снижать давление в коллекторе до желаемого рабочего значения в выкидной линии.Размер отверстия в дроссельном клапане позволяет гасить давление, когда клапан полностью открыт. Нерегулирующий дроссельный клапан не используется для регулирования расхода и, следовательно, не рассчитан на регулирование расхода.

В течение срока службы нефтедобывающей скважины происходит падение пластового давления из-за истощения флюидов из пластов. Следовательно, при падении пластового давления может потребоваться замена нерегулирующих клапанов для поддержания тех же уровней добычи скважины. Следовательно, в течение срока службы нефтедобывающей скважины нерегулируемые дроссельные клапаны могут быть заменены клапанами, имеющими все более крупные отверстия для потока.

Регулирующие воздушные заслонки

Регулирующий дроссельный клапан — это клапан управления потоком, который предназначен для поддержания постоянного уровня добычи в выкидных линиях и коллекторе. Регулирующий дроссельный клапан представляет собой автоматический клапан, и открытием клапана можно управлять с помощью электрического или пневматического сигнала с панели управления для регулирования потока в выходных отводных трубопроводах.

Помимо прочего, дроссельный клапан может использоваться в жидкостных линиях, работающих при очень высоких давлениях.

Принцип работы дросселя; Технические характеристики Choke

Дроссель очень важен для лампового света.Обычно ламповый свет без дросселя не работает.

Рабочий:

Нормальное рабочее напряжение ламповой лампы составляет около 110, но, естественно, доступное напряжение составляет 240 В в Индии, следовательно, дроссель появляется изображение, которое дает выходное напряжение 110 В.

Но для включения света (для ионизации газа в трубке) системе требуется 800 — 1000 В, чтобы использовать этот стартер, который блокирует ток, протекающий от дроссель загорится, поэтому на нагрузке будет расти напряжение.при достижении максимального напряжения стартер может выдерживать, стартер замыкает цепь, и на лампу подается напряжение нарастания.

Принцип: —
Дроссель на самом деле является индуктором Поскольку мы знаем, что индуктор противодействует скорости изменения тока, здесь мы создаем ток I, который сначала приводится к нулю с помощью биметаллических контактов, присутствующих в пускателе

Согласно к формулам E = L * di / dt здесь L постоянная а di равно I-0 и dt — время, необходимое для того, чтобы I стало равным нулю Соответственно, индуцируется высокое напряжение, и этого напряжения достаточно для перемещения электронов от одного электрода к другому, несмотря на наличие среды между электродами.

Как только проводимость начинается там после дросселя, просто подайте напряжение, достаточное для проводимости, то есть 110 В.

Дроссель обозначен в цепи лампового освещения как: —

Таким образом, дроссель выполняет две функции: —
1. Обеспечивает высокое напряжение во время пуска для ионизации газа
2. Обеспечивает низкое напряжение для непрерывной работы лампового света.

На рынке доступны два типа дросселей: —

1.Медный дроссель.
2. Электронный дроссель.

Медный дроссель обычно имеет следующие характеристики: —

Для однотрубного светового потока, потребляемого дросселем, составляет 0,39 А, а коэффициент мощности 0,5 только при дельте Т = 70. Коэффициент мощности электронного дросселя составляет от 0,8 до 0,9.

Таким образом, в настоящее время наиболее широко используются электронные дроссели, поскольку коэффициент мощности очень высокий, поэтому потребляемый ток будет низким. Кроме того, потери в медном дросселе выше, чем в электронном дросселе, также отсутствует мерцание света при запуске электронного дросселя по сравнению с медным дросселем.

Каков принцип работы дросселя?

В электронике дроссель — это дроссель, используемый для блокировки переменного тока (AC) более высокой частоты в электрической цепи, пропуская при этом более низкую частоту или постоянный ток (DC). Его низкое электрическое сопротивление пропускает как переменный, так и постоянный ток с небольшими потерями мощности, но оно может ограничивать количество переменного тока из-за своего реактивного сопротивления.

Просто так, зачем используется дроссель?

В электронике дроссель представляет собой дроссель , используемый для блокировки более высоких частот при пропускании постоянного тока (DC) и более низких частот переменного тока (AC) в электрической цепи.Импеданс дросселя увеличивается с частотой.

Какие параметры дроссельной катушки? Параметры дроссельной катушки, которые мы собираемся измерить в этом 3-вольтметре , метод : индуктивность, сопротивление, поскольку все дроссельные катушки имеют собственное сопротивление в дополнение к своей индуктивности. Мы также измеряем добротность и мощность, потребляемую данной дроссельной катушкой.


21 Похожие вопросы Ответы найдены

Может ли ламповый свет работать без стартера?

Когда вы включаете люминесцентную лампу , пускатель является замкнутым переключателем. Без стартера между двумя нитями нити никогда не создается устойчивый поток электронов, и лампа мерцает. Без балласта дуга представляет собой короткое замыкание между нитями, и это короткое замыкание содержит большой ток.

Почему дроссельная катушка не может использоваться в постоянном токе?

« дроссель » — это не что иное, как фильтры (простейший способ объяснения). Он фильтрует высокочастотную составляющую в цепи, позволяя проходить низкочастотной составляющей.Так что, если вы используете какой-либо дроссель для фильтрации любого компонента DC , вы можете его использовать. Во многих схемах используется неизолированный преобразователь DC DC .

Какова функция стартера?

Функция стартера двигателя запускает двигатель внутреннего сгорания. Электродвигатель составляет основу стартерного двигателя . Когда включается выключатель стартера , реле стартера включает электродвигатель.Этот двигатель приводит в движение шестерню стартера через ведущую шестерню.

Как работает Tubelight?

Люминесцентные лампы работают путем ионизации паров ртути в стеклянной трубке. Это заставляет электроны в газе испускать фотоны на УФ-частотах. Ультрафиолетовый свет преобразуется в стандартный видимый свет с помощью люминофорного покрытия на внутренней стороне трубки.

Дроссель и балласт одинаковы?

Дроссель — это индуктор, предназначенный для обеспечения высокого реактивного сопротивления определенной частоты при использовании в цепи передачи сигнала… Но электрический балласт (иногда называемый управляющим механизмом) — это устройство, предназначенное для ограничения количества тока, протекающего в электрической цепи. Балласты сильно различаются по сложности.

Балласт и штуцер одинаковы?

Тем не менее, балласт является более общим термином, поскольку он может быть резистивным или индуктивным балластом . С другой стороны, определение дросселей в основном ограничивается индуктивной катушкой, используемой для ограничения тока на определенной частоте.В электроэнергетике названия дросселей и балласта почти взаимозаменяемы.

Почему в дроссельную катушку кладут железо?

Почему помещает , утюг , бар, , внутрь , катушку , индуктора увеличивает его индуктивность? Таким образом, процесс индукции позволяет хранить гораздо больше магнитной энергии в сердечнике iron и, следовательно, помогает увеличить его индуктивность.

В чем разница между дросселем и индуктором?

Зачем нужен дроссель в ламповом свете?

дроссель — это катушка индуктора / балласт, который используется для наведения высокого напряжения на ней.Затем газ внутри стартера становится активированным из-за этого полного напряжения и нагревает биметаллическую полосу, которая изгибается, чтобы соединиться с неподвижным контактом. Другой — создать высокое напряжение на tubelight .

Почему используется дроссельная катушка?

Дроссельная катушка — это часть , используемая в электрических цепях, чтобы пропускать постоянный ток и блокировать прохождение переменного тока. Эти катушки, — это , используемые в ряде электрических устройств.Дроссельная катушка работает, потому что действует как индуктор.

Какой тип катушки есть в дросселе?

Дроссельная катушка — это катушка индуктивности с очень маленьким сопротивлением , используемая для управления током в сети переменного тока. схема. Если для управления током используется сопротивление , возникает потеря мощности из-за эффекта джоулева нагрева в сопротивлении .

Кто изобрел Tubelight?

Питер Купер Хьюитт

Сколько существует типов балластов?

Есть два семейства ламп, которые работают с балластом: люминесцентные и HID.И есть балластов двух типов в каждом семействе: магнитные и электронные. Магнитные балласты — это более старая балластная технология. Что касается семейства люминесцентных ламп, то в линейных люминесцентных лампах T12 и двухконтактных люминесцентных лампах используются магнитные балласты.

Что внутри лампового стартера? Пускатель

Glow , также известный как стартер , представляет собой герметичный блок, заполненный инертным газом, и состоит из двух частей: конденсатора и биметаллического контакта. Конденсатор и биметаллический контакт внутри , стартер , вместе с дроссельной катушкой генерируют высокое напряжение на лампе , лампочка для ионизации газа внутри , лампы и включения.

Как работает Tubelight?

Для светодиодного светильника все, что вам нужно , — это источник постоянного напряжения с ограничением тока. Итак, у светодиодных ламп и есть «дроссели », но они называются драйверами LED , и они отличаются от люминесцентных дросселей .

Как работает Tubelight?

Tube light — это лампа, которая воздействует на явление разряда ртутных паров низкого давления и преобразует ультравысокие лучи в видимые лучи с помощью люминофора, покрытого внутренней стеклянной трубкой.

Может ли ламповый свет работать без дросселя?

Без дросселя , лампа загорится на , но через определенное время она загорится достаточно ярко, а затем взорвется. Потому что это дроссель (индуктор), который удерживает входную мощность в фиксированном диапазоне. Неа. Без дросселя и стартера это невозможно.

Какое напряжение у люминесцентной лампы?

Смесь ртути и газа не проводит ток, когда трубка отключена.Для начала протекания тока необходим разряд высокого напряжения . После того, как это произойдет, напряжение будет намного ниже, в пределах от 100 вольт для ламп менее 30 Вт и от 100 до 175 вольт для ламп 30 Вт или более.

Что такое дроссельный байк?

Заслонка является частью карбюратора — вы не найдете его на машине с впрыском топлива. Он обогащает топливно-воздушную смесь для запуска.Таким образом, при том же количестве воздуха, поступающего в двигатель, будет больше топлива.

Можно ли заменить дроссель резистором?

Дроссель имеет индуктивность, а резистор — нет. Индуктивность заставляет дроссель вести себя с некоторой степенью изменчивости. Другими словами, по мере того, как поток через штуцер увеличивается, он будет больше фильтровать и регулировать B +. Резистор имеет фиксированное значение и не заменяет дроссель .

Как работает дроссель?

Катушка индуктивности — это пассивный электронный компонент, который хранит энергию в виде магнитного поля. В простейшей форме индуктор состоит из проволочной петли или катушки. Ферромагнитные вещества, такие как железо, слоистое железо и порошковое железо, увеличивают индуктивность, которую можно получить с помощью катушки с заданным числом витков.

Как балласт ограничивает ток?

Электрический балласт — это устройство, которое ограничивает ток через электрическую нагрузку.Чаще всего они используются, когда нагрузка на клеммах (например, дугового разряда) падает, когда ток через нагрузку увеличивается. Чтобы предотвратить это, балласт обеспечивает положительное сопротивление или реактивное сопротивление, которое ограничивает ток .

Почему в Tubelight используется стартер?

Стартер (который представляет собой просто таймер) позволяет току течь через нити на концах трубки. Ток заставляет контакты пускателя нагреваться и размыкаться, тем самым прерывая прохождение тока.Трубка загорается.

Почему в Tubelight используется стартер?

Люминесцентные лампы или tubelight работают путем ионизации паров ртути в стеклянной трубке. Это заставляет электроны в газе испускать фотоны на УФ-частотах. УФ-свет преобразуется в стандартный видимый свет с помощью люминофорного покрытия внутри трубки.

Что вы подразумеваете под индуктивностью?

В электромагнетизме и электронике, индуктивность — это тенденция электрического проводника противодействовать изменению электрического тока, протекающего через него.Изменение тока вызывает изменение магнитного поля.

Как проверить дроссельную катушку?

Катушка или катушка индуктивности могут быть проверены с использованием аналогового, индуктивного или катушки метра, такого как тестер flyback Дика Смита. Катушка небольшого размера, я бы обычно просто тестировал ее с помощью аналогового измерителя, и вы также можете проверить ее на борту. Установите аналоговый измеритель на X1 Ом и поместите щупы на небольшую катушку .

Какой газ используется в Tubelight?

Лучшая школа CBSE в Хайдарабаде

Первоначально ответили: Какой газ заправлен в Tubelight ? Трубка люминесцентной лампы заполнена газом , содержащим пары ртути низкого давления и аргон, ксенон, неон или криптон. Давление внутри лампы составляет около 0,3% от атмосферного давления.

Какие части лампы? / 40 Вт, держатели ротора, держатель стартера, рама и tubelight .

Использованы компоненты лампового света.

  • Трубка световая представляет собой полое стекло. Две стороны — это нить, используемая во внутреннем положении и соединенная с внешним колпачком.
  • 40 ватт / 220в.
  • Стартер — это высоковольтное колебание в цепи лампы из-за ее накала.

Что такое Isinductor?

Катушка или катушка индуктивности могут быть проверены с использованием аналогового, индуктивного или катушки метра, такого как тестер flyback Дика Смита.Катушка небольшого размера, я бы обычно просто тестировал ее с помощью аналогового измерителя, и вы также можете проверить ее на борту. Установите аналоговый измеритель на X1 Ом и поместите щупы на небольшую катушку .

Что вы подразумеваете под индуктором?

Катушка индуктивности — это пассивный электронный компонент, запасающий энергию в виде магнитного поля. В своей простейшей форме индуктор состоит из проволочной петли или катушки. Ферромагнитные вещества, такие как железо, слоистое железо и порошковое железо, увеличивают индуктивность , которую можно получить с помощью катушки с заданным числом витков.

Почему в люминесцентных лампах используется дроссельная катушка?

Катушка индуктивности — это пассивный электронный компонент, который хранит энергию в виде магнитного поля. В простейшей форме индуктор состоит из проволочной петли или катушки. Ферромагнитные вещества, такие как железо, слоистое железо и порошковое железо, увеличивают индуктивность, которую можно получить с помощью катушки с заданным числом витков.

Типы дроссельных клапанов в нефтегазовой отрасли

Большинство предприятий по добыче нефти и газа используют устройство, известное как штуцер, для управления потоком флюидов, добываемых из скважин.Обычно такое оборудование, как линейные нагреватели и сепараторы на буровой, содержит штуцер. В нем есть небольшое отверстие, называемое дроссельной заслонкой, которое помогает снизить давление при прохождении через него жидкости. Дроссель предназначен для работы в условиях эрозионного воздействия в виде частиц песка в жидкости. Читайте дальше, чтобы узнать больше о дросселе, его частях и типах.

Что такое дроссельный клапан?

(Подпись: Положительный дроссель)

Дроссельная заслонка в подогревателе нефтепромыслов, сепараторе буровой площадки и другом нефтегазовом оборудовании аналогична дроссельной заслонке принудительного действия.Он заменяет узел крышки и поставляется с узлом заглушки и регулируемым поднимающимся штоком, который устанавливается в боб. Это позволяет оператору регулировать давление и расход в соответствии с требованиями процесса. Регулируемые дроссельные клапаны обычно поставляются с ручным или автоматическим приводом штока клапана и более распространены из-за своей гибкости.

Размер зерен в дроссельном клапане

(Подпись: Choke Bean)

Изготовленный из стали или других прочных материалов, фасоль представляет собой сменную фасоль или вставку точного диаметра.Он бывает разных размеров и образует дроссель, через который проходят жидкости.

Типы дроссельной заслонки

Игла и дроссель седла

(подпись: игла и дроссель седла)

Это наиболее упрощенный вариант положительного штуцера, состоящий из конической заглушки, которая вставляется в фасоль. Он поставляется с поднимающимся штоком и маховиком.

Дроссель с заглушкой и клеткой

(подпись: Plug & Cage Choke)

Обычно используется заглушка в качестве регулирующего компонента для регулирования потока жидкости во внутреннем диаметре клетки с отверстиями.Порты в клетке расположены таким образом, чтобы обеспечить наиболее подходящую комбинацию потока и регулирующей способности для различных целей.

Типы отсеков портов

  • Клетка с 4 портами — стандартная для клапанов, используемых в сепараторах на буровой и линейных нагревателях. Меньшие и нижние порты обычно обеспечивают диапазон регулирования для начальных 15% клапана, в то время как большие порты отвечают за оставшиеся 85%. Это приводит к равнопроцентному расходу, что позволяет максимально контролировать работу устройства.
  • Многопортовая клетка — в основном используется для критических применений, включая перепады высокого давления. Это также позволяет настраивать конфигурацию, подходящую для конкретных приложений.
  • Конструкция заглушки и клетки — идеально подходит для приложений с высокой пропускной способностью, поскольку помогает обеспечить максимально возможное проходное сечение в оборудовании.

Клапаны с несколькими диафрагмами (MOV)

(подпись: клапан с несколькими отверстиями)

Несколько отверстий относятся к соседним дискам, которые имеют пару круглых отверстий или отверстий.Вращение одного диска относительно другого помогает контролировать расход или снижение давления. Сопрягаемые поверхности обоих дисков выполнены с высокой точностью, что обеспечивает полное отключение. MOV идеальны для применения в производственных штуцерах, включая регулирование давления между змеевиками линейного нагревателя и управление устьем скважины, из-за их почти линейных характеристик потока.

Дроссельный клапан линейного нагревателя

Комплект линейного нагревателя обычно состоит из дроссельного клапана, расположенного между змеевиками предварительного и повторного нагрева.Это помогает снизить давление от устья к трубопроводу. Дроссельный клапан и змеевик предварительного нагрева рассчитаны на максимальное давление закрытия скважины при закрытии клапана. Кроме того, правильный выбор штуцера гарантирует, что поток в оборудовании не будет ограничен.

Выберите дроссельный клапан, подходящий для вашего устройства

Выбор правильного дроссельного клапана для использования в линейном нагревателе или в сепараторе на буровой площадке важен для обеспечения общей эффективности и безопасности оборудования. В Aspire Energy Resources Inc., у нас есть знания, ресурсы и опыт, чтобы помочь вам выбрать подходящий дроссельный клапан для вашего применения. Чтобы узнать, какой дроссельный клапан лучше всего подходит для вашего следующего проекта линейного нагревателя, позвоните нам по телефону 403-314-5422 или по бесплатному телефону 1-800-993-9958, чтобы обсудить с нашими проектировщиками.

Также читают:

Проточный штуцер — PetroWiki

Устьевой штуцер контролирует поверхностное давление и дебит скважины. Дроссели обычно выбираются таким образом, чтобы колебания давления в трубопроводе за штуцером не влияли на производительность.Это требует, чтобы поток через штуцер находился в критических условиях потока. В критических условиях потока скорость потока является функцией только давления на входе или давления в НКТ. Для возникновения этого условия давление на выходе должно составлять примерно 0,55 или меньше давления в трубке.

Однофазный поток газа

Для однофазного потока газа Beggs [1] представляет Eq. 1 , который связывает дебит газа через штуцер с давлением на устье.

……………….. (1)

Степень давления y — это отношение давления на выходе из скважины к давлению на устье. В условиях критического потока степень сжатия заменяется степенью критического давления y c . Критическая степень давления — это степень давления, при которой расход становится критическим. Это соотношение зависит от отношения удельной теплоты добываемого газа, как ур. 2 шоу.

……………….. (2)

Двухфазный критический поток

Эмпирические уравнения были разработаны для оценки взаимосвязи между дебитом и устьевым давлением для двухфазного критического потока.Эти корреляции могут быть представлены в форме, подобной Eq. 3 .

……………….. (3)

Гилберт [2] был первым, кто представил такую ​​взаимосвязь на основе полевых данных, собранных на месторождении Десяти Секций в Калифорнии. Ros [3] и Beggs [1] также представили отношения, которые часто используются. В таблице 1 приведены параметры каждого уравнения.

Пример

Этот пример иллюстрирует использование уравнения многофазного дросселя ( Eq.3 ), чтобы оценить текущее устьевое давление для заданного набора условий в скважине. Однако это уравнение можно использовать для оценки расхода или диаметра штуцера. Примерная скважина дает 400 STB / D нефти с газожидкостным соотношением 800 SCF / STB. Оцените текущее устьевое давление для штуцера размером 12/64 дюйма с помощью уравнения штуцера Гилберта.

Решение

Используйте Eq. 3 и соответствующую переменную из Таблицы 1 для расчета

Для этих условий расчетное давление на устье скважины составляет 1405 фунтов на квадратный дюйм.Если используется уравнение штуцера Рос, рассчитывается расчетное давление на устье скважины, равное 1371 фунт / кв.дюйм. Каждое из соотношений дает несколько разные оценки рассчитанного значения.

Номенклатура

Коэффициент удельной теплоемкости
A 1–3 = коэффициент в уравнении. 3
C d = коэффициент расхода, безразмерный
д = диаметр трубы, L, дюйм.
к = , C p / C v в уравнениях. 1 и 2 , безразмерные
p sc = стандартное давление, м / л 2 , фунт / кв.
p wh = устьевое давление, м / л 2 , psia
q g = Расход газа, л 3 / т, Mscf / D
q L = Расход жидкости, л 3 / т, СТБ / Д
T sc = стандартная температура, T, ° R
T wh = устьевая температура, Т, ° Р
y = отношение давления на выходе к давлению на входе, p 1 / p 2 , безразмерный
г = коэффициент сжимаемости газа, безразмерный
γ г = удельный вес газа, безразмерный

Список литературы

  1. 1.0 1,1 Beggs, H.D. 1991. Оптимизация производства с использованием узлового анализа, 123-127. Талса, Оклахома: публикации OGCI.
  2. ↑ Gilbert, W.E. 1954. Работа проточных и газлифтных скважин. Дрель. & Прод. Prac., 126-157. Даллас, Техас: API.
  3. ↑ Рос, Северная Каролина 1960. Анализ критического одновременного потока газа / жидкости через ограничение и его применение в расходомере. Прикладные научные исследования 9 (Серия A): 374.

Интересные статьи в OnePetro

Используйте этот раздел, чтобы перечислить статьи в OnePetro, которые читатель, желающий узнать больше, обязательно должен прочитать

Внешние ссылки

Сюн, Хунцзе.«Оптимизация кластера или расстояния между трещинами: обзор». Путь впереди. Общество инженеров-нефтяников. 25 мая 2017 г. https://www.spe.org/en/twa/twa-article-detail/?art=3007

См. Также

Узловой анализ

Показатели притока в ствол скважины

Производственная система

PEH: Производительность притока и оттока

Категория

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.