นักเล่นอดิเรกทุกคนที่ต้องการตะลุยวิทยุจะต้องหมุนขดลวดหนึ่งหรือสองอันไม่ว่าจะเป็นขดลวดเสาอากาศของวิทยุ AM ขดลวดบนแกน toroidal สำหรับตัวกรองแบนด์พาสในตัวรับส่งสัญญาณสื่อสารหรือขดลวดเคาะจากส่วนกลางสำหรับ ใช้ใน hartley oscillator ขดลวดคดเคี้ยวไม่แข็ง แต่ค่อนข้างใช้เวลานาน มีวิธีการทำขดลวดที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับพื้นที่การใช้งานและการเหนี่ยวนำที่จำเป็น แกนอากาศเป็นบรอดแบนด์ส่วนใหญ่ แต่การได้รับการเหนี่ยวนำสูงหมายถึงการใช้ลวดจำนวนมากพวกเขายังไม่ใช่วิธีที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการทำให้สนามแม่เหล็กหลุดออกจากขดลวดแม่เหล็กที่หลุดออกนี้อาจทำให้เกิดการรบกวนโดยการเหนี่ยวนำในสายไฟและขดลวดอื่น
การพันขดลวดเหนือขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าจะเน้นที่สนามแม่เหล็กเพิ่มความเหนี่ยวนำ อัตราส่วนของการเหนี่ยวนำหลังจากและก่อนแกนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวดถูกแทรกเข้าไปภายในเรียกว่าการซึมผ่านสัมพัทธ์ (แสดงว่าμ r). วัสดุที่ใช้กันทั่วไปต่างกันมีความสามารถในการซึมผ่านสัมพัทธ์ที่แตกต่างกันตั้งแต่ 4000 สำหรับเหล็กไฟฟ้าที่ใช้ในหม้อแปลงไฟฟ้าถึงประมาณ 300 สำหรับเฟอร์ไรต์ที่ใช้ในหม้อแปลง SMPS และประมาณ 20 สำหรับแกนผงเหล็กที่ใช้ที่ VHF ควรใช้วัสดุหลักแต่ละชิ้นภายในช่วงความถี่ที่กำหนดเท่านั้นนอกจากนั้นแกนเริ่มมีการสูญเสียสูง แกน Toroidal, หลายรูรับแสง, หม้อและแกนที่ปิดล้อมอื่น ๆ ล้อมรอบสนามแม่เหล็กไว้ภายในแกนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและลดสัญญาณรบกวนในทางปฏิบัติให้เหลือศูนย์ หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวเหนี่ยวนำและการทำงานตามลิงค์
ตัวเหนี่ยวนำอากาศ
ขดลวด cored อากาศดีสำหรับขดลวดเหนี่ยวนำต่ำซึ่งการรบกวนไม่ได้มีความสำคัญสูงสุด ขดลวดที่มีการหมุนเพียงเล็กน้อยและลวดที่ค่อนข้างหนาจะพันทับวัตถุทรงกระบอกเช่นดอกสว่านหรือกระป๋องซึ่งจะถูกถอดออกและขดลวดรองรับตัวเองบางครั้งขดลวดจะเคลือบด้วยเรซินเพื่อความเสถียรทางกลที่สูงขึ้น ขดลวดที่ใหญ่กว่าและมีการหมุนมากมักจะพันทับอดีตที่ไม่ใช่แม่เหล็กเช่นท่อพลาสติกกลวงหรืออดีตเซรามิก (สำหรับขดลวด RF กำลังสูง) จากนั้นจึงยึดกับอดีตด้วยกาว ก่อนอื่นคุณต้องคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดที่ต้องการเนื่องจากมีผลต่อความยาวขดลวดทั้งหมด
สูตรเส้นผ่าศูนย์กลางลวดเป็น
(√I) * 0.6 = d โดยที่ฉันคือ RMS หรือกระแส DC และ d คือเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวด
หากใช้ขดลวดในระดับพลังงานต่ำเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดจะไม่สำคัญมากนัก 0.3 มม. เหมาะสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่และ 0.12 มม. เหมาะสำหรับบรรจุกระป๋องหากขดลวดที่ใช้อยู่ในเครื่องรับวิทยุทรานซิสเตอร์ หากใช้ขดลวดในการให้บริการออสซิลเลเตอร์ลวดควรแข็งเพื่อป้องกันเอฟเฟกต์การแปรปรวนเนื่องจากสามารถเปลี่ยนการเหนี่ยวนำได้ในระดับหนึ่งและทำให้ความถี่ไม่เสถียร (การขับขี่)
ถัดไปคุณต้องรู้ว่าต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวดเท่าใด ขอแนะนำให้เส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวดอยู่ที่ 50% ถึง 80% ความยาวของขดลวดเพื่อให้ Q เหมาะสมที่สุดและขึ้นอยู่กับว่าขดลวดสามารถใช้พื้นที่ได้เท่าใด หากขดลวดสามารถรองรับตัวเองได้คุณสามารถใช้สลักเกลียวหรือสกรูหมุนวงเลี้ยวภายในร่องและถอดสลักออกโดยคลายเกลียวขณะจับลวดของขดลวดซึ่งจะทำให้ขดลวดที่สม่ำเสมอและทำซ้ำได้มาก
ด้านล่างนี้เป็นสูตรการเหนี่ยวนำสำหรับขดลวดทรงกระบอก
L = μ R (n 2. ᴫ 2. r 2 / ลิตร) 0.00000126
L คือความเหนี่ยวนำในเฮนรีส่วนμ rคือความสามารถในการซึมผ่านของแกน (1 สำหรับอากาศพลาสติกเซรามิก ฯลฯ ขดลวด) n คือจำนวนรอบπคือ pi, r คือรัศมีของขดลวดเป็นเมตร (จาก ตรงกลางของชั้นสายไฟถึงตรงกลางของขดลวด) หรือครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลาง (จากตรงกลางของชั้นสายไฟถึงตรงกลางของชั้นสายไฟอีกด้านหนึ่ง) l คือความยาวของขดลวดในเมตรและตัวเลขยาวที่ด้านหลังคือการซึมผ่านของพื้นที่ว่าง
อีกสูตรหนึ่งสำหรับการเหนี่ยวนำ
L = (n 2.ง2) / 18d + 40l
สูตรนี้ใช้เมื่อม้วนขดลวดแบบชั้นเดียวโดยรอบทั้งหมดจะพันกันสนิทโดยไม่มีช่องว่างระหว่างกัน หน่วยจะเหมือนกับสูตรข้างต้นยกเว้น d ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวดเป็นเมตร
Serge Y. Stroobandt เครื่องคิดเลขที่ดีมากสำหรับขดลวดโทรหา ON4AA ที่นี่
วิธีสร้าง Air-Core Inductor
ในการพันขดลวดลมธรรมดาคุณต้องมีอดีตแหล่งที่มาของลวดกระดาษทรายละเอียดหรือมีดจำลอง (ไม่แสดง) และ superglue หรือเทปสองหน้าเล็กน้อยเพื่อยึดลวดให้เข้าที่
หลังจากการออกแบบขดลวดมันเป็นเวลาที่ลมมันหากคุณกำลังสร้างขดลวดแบบมีอากาศเป็นความคิดที่ดีที่จะใช้อดีตพลาสติกเพื่อไขลานเนื่องจากพลาสติกในอดีตไม่เป็นแม่เหล็กไฟฟ้าและไม่นำไฟฟ้าจะไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของขดลวดที่ระดับพลังงานต่ำ จากนั้นตัดแถบเทปสองหน้าที่มีความยาวของขดลวดแล้วติดเข้ากับอดีตจากนั้นเจาะรูในอดีตที่ขดลวดสิ้นสุดลงและที่ก๊อกถอดชั้นปิดบนเทปและเริ่มม้วนก่อน โดยผ่านรูที่คุณเจาะแล้วม้วนตามปกติลวดจะถูกยึดด้วยเทปสองหน้าหรือคุณสามารถกาวขอทานของขดลวดไปที่เดิมหลังจากม้วนสองสามรอบด้วยกาวไซยาโนอะคริเลตลม ส่วนที่เหลือของขดลวดและกาวทุกๆ 1 ซม. (เรียกอีกอย่างว่าซูเปอร์กาวใช้ถุงมือมันยากมากที่จะเอาออกจากผิวหนังและทำให้เกิดการระคายเคือง) สำหรับการต๊าปให้บิดลวดที่มีความยาวเข้าด้วยกันสอดผ่านรูในอดีตและดำเนินการต่อตามปกติ พยายามที่จะปิดรอบหลังจากม้วนลอกเคลือบฟันออกโดยใช้กระดาษทรายละเอียดหรือมีดสร้างแบบจำลองแล้วปลายด้วยหัวแร้ง คุณสามารถใช้เครื่องวัด LCR เพื่อวัดค่าความเหนี่ยวนำหรือ GDM เพื่อใช้ GDM เป็นอุปกรณ์วัดความเหนี่ยวนำโปรดดูบทความที่เชื่อมโยง
ด้านล่างภาพอธิบายกระบวนการม้วนตัวเหนี่ยวนำ Air-Core:
ขั้นตอนที่ 1:ด้านล่างสองภาพแสดงอดีตด้วยเทปเล็กน้อยที่ลวดจะพันแผลและรูเพื่อยึดลวดเข้าที่
ขั้นตอนที่ 2: ในภาพด้านล่างฟิล์มป้องกันได้ดำเนินการปิดคดเคี้ยวเริ่มต้นและเส้นลวดสำหรับประปาเป็นโค้งและร่วมกันบิด
ขั้นตอนที่ 3:จากนั้นเจาะรูในอดีตและอีกด้านหนึ่ง
ขั้นตอนที่ 4:ขดลวดสำเร็จรูปมีสายไฟที่บรรจุโดยการจุ่มลงในบัดกรีบนแผ่นลามิเนต PCB
ขั้นตอนที่ 5:ในที่สุดก็วัดความเหนี่ยวนำของขดลวดโดยใช้เครื่องวัด LCR คุณยังสามารถใช้ Arduino เพื่อวัดความเหนี่ยวนำของขดลวดหรือใช้Grid Dip Meter (GDM)ก็ได้
ขดลวดที่คดเคี้ยวบนแท่งเฟอร์ไรต์
ขดลวดที่คดเคี้ยวบนแท่งเฟอร์ไรต์ (เช่น Ferrite Rod Antennas ในเครื่องรับวิทยุ) คล้ายกับขดลวดที่พันด้วยอากาศ แต่เนื่องจากคุณไม่สามารถเจาะผ่านแท่งเฟอร์ไรต์ได้คุณจึงต้องใช้เทปหรือกาวสองหน้าเพื่อยึด ลวดให้แน่น เนื่องจากเทปไม่ได้ยึดติดกับเฟอร์ไรต์เสมอไปจึงเป็นความคิดที่ดีที่จะปิดแกนด้วยกระดาษกาวหนึ่งถึงสามชั้นก่อนที่ขดลวดจะต้องไปและติดเทปทับ คุณสามารถใช้กาวพิเศษเพื่อยึดลวดให้เข้าที่แทนการใช้กาวสองหน้า
ในการคำนวณขดลวดให้ใช้สูตรการเหนี่ยวนำสำหรับขดลวดทรงกระบอกที่พบด้านบนสำหรับการป้อนμ rความสามารถในการซึมผ่านสัมพัทธ์ที่พบในแผ่นข้อมูลหรือเครื่องคำนวณขดลวดออนไลน์ หากคุณออกแบบขดลวดคุณสามารถหมุนได้เหมือนกับขดลวดที่มีอากาศ แต่มีวิธีอื่นที่เร็วกว่า !
ใส่แกนเฟอร์ไรต์ลงในสว่านไฟฟ้าเช่นเดียวกับดอกสว่านและหมุนช้าๆแกนจะหมุนด้วยตัวเองด้วยวิธีนี้คุณสามารถสร้างขดลวดที่มีคุณภาพสูงและมีความเหนี่ยวนำสูงโดยมีการหมุนเร็วมาก! หากคุณมีแม่พิมพ์พลาสติกสำหรับแกนให้หมุนเข้าที่ก่อนจากนั้นจึงวางลงบนขดลวดและกาวให้เข้าที่
ทางด้านซ้ายคือขดลวดเสาอากาศที่ผลิตจากโรงงานในเครื่องรับกระจายสัญญาณโดยที่ขดลวดพันอยู่บนอดีตที่ยึดกับแกนโดยใช้ชิ้นส่วนพลาสติก ลวดถูกยึดเข้าที่ด้วยเรซินอีพ็อกซี่ ทางด้านขวามีขดลวดขนาดเล็กบนแกนเฟอร์ไรต์ที่ทำด้วยวิธีการที่อธิบายไว้ข้างต้น
แกนหมุน Toroidal
ขดลวด Toroidal นั้นค่อนข้างง่ายในการคำนวณ แต่ค่อนข้างยุ่งยากกับลม แกน Toroidal มีการใช้งานที่หลากหลายเช่นตัวเหนี่ยวนำตัวกรองใน SMPS, RFI chokes, หม้อแปลงไฟฟ้า SMPS, ฟิลเตอร์อินพุต RF, บาลูน, หม้อแปลงกระแสและอื่น ๆ
ตัวเหนี่ยวนำขดลวดทอรอยด์ในนาโนเฮนรี (เมื่อให้ดัชนีความเหนี่ยวนำ AL เป็น nH / N 2) สามารถคำนวณได้ด้วยสูตรนี้:
L (nH) = A L (nH / N 2) * เทิร์น2
หลังจากการแปลงเราได้สูตรสำหรับจำนวนรอบที่จำเป็นสำหรับการเหนี่ยวนำที่ต้องการ:
ผลัดที่ต้องการ = 1/2
ในการหมุนขดลวด toroidal คุณต้องมีแกน toroidal แหล่งของลวด (ขดลวดโก่งจาก CRT TV รุ่นเก่าเป็นแหล่งที่ดี) กระดาษทรายละเอียดและ superglue เล็กน้อย
ในการหมุน toroid คุณต้องตัดลวดที่มีความยาวที่เหมาะสมก่อนเพราะคุณไม่สามารถม้วนลวดผ่านรูได้ ในการคำนวณเส้นลวดที่ต้องการให้คูณเส้นรอบวงของหน้าตัดของวงแหวนด้วยจำนวนรอบที่ต้องการ บางครั้งระบุไว้ในแผ่นข้อมูลเป็น mlt (ความยาวเฉลี่ยต่อเทิร์น) ในเว็บไซต์นี้มีเครื่องคิดเลขออนไลน์ที่ช่วยในการออกแบบขดลวด toroidal เพียงแค่เลือกแกนของคุณเสียบปลั๊กตัวเหนี่ยวนำที่ต้องการและให้จำนวนลวดและการหมุนที่จำเป็น
ขั้นตอนที่ 1:ขั้นแรกให้ปลายด้านหนึ่งของลวดผ่านรูตรวจสอบให้แน่ใจว่ายื่นออกมาประมาณ 4 ซม. - บิตนี้เรียกว่าผมเปีย
ขั้นตอนที่ 2:ม้วนผมเปียรอบแกนทิ้งไว้ 1 ซม. ถึง 2 ซม. และยึดส่วนที่เหลือด้วย superglue
ขั้นตอนที่ 3:ใช้ความยาวของลวดที่เหลือในการหมุนส่วนที่เหลือของขดลวดแนบปลายที่ยาวขึ้นกับตะปูหรือตะปูเพื่อให้ม้วนได้ง่ายขึ้น
เนื่องจากขดลวดคาดว่าจะมีความเหนี่ยวนำต่ำ (ประมาณ3.6μH) หากไม่มีเครื่องวัด LCR แบบมืออาชีพจึงควรใช้ GDM เนื่องจากมิเตอร์ที่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ทั่วไปมีความแม่นยำต่ำมากเมื่อวัดค่าการเหนี่ยวนำขนาดเล็ก ตัวเก็บประจุ 680pF เชื่อมต่อกับขดลวดแบบขนานพร้อมกับลูปข้อต่อขนาดเล็ก วงจรนี้จุ่มลงที่ 3.5MHz (ขวา) การใส่ค่าเหล่านี้ลงในเครื่องคำนวณเรโซแนนซ์จะทำให้เรามีค่าประมาณ3μH ทางด้านซ้ายมิเตอร์จะถูกตั้งค่าเป็นความถี่อื่นนอกวงจรเรโซแนนซ์
ขดลวดที่คำนวณได้สามารถให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันมากเมื่อสร้างขึ้นในชีวิตจริงเนื่องจากความจุของปรสิตและการสะท้อนตัวเองแบบขนานที่เกิดจากพวกมัน