Budowa i funkcje cewki

Cewka to jeden z podstawowych elementów indukcyjnych, stosowanych w obwodach elektrycznych. Wspominaliśmy już ogólnie o jej zastosowaniu w elektrotechnice – można o tym przeczytać tutaj. W tym artykule zajmiemy się jednak szczegółami jej budowy oraz parametrami istotnymi dla jej pracy w układzie elektrycznym.

Cewka - podstawowy budowy i właściwości

Cewka zbudowana jest z odcinka drutu nawiniętego spiralnie. W zależności od konkretnej zwojnicy wewnątrz tej spirali może znajdować się kilka elementów. Jednym z nich jest rdzeń z materiału magnetycznego – np. ferrytowy stosowany w dławikach. Wnętrze może być wypełnione jedynie powietrzem, jeżeli drut, tworzący cewkę jest an tyle sztywny aby spirala się nie rozwinęła. Wypełnieniem może być również karkas z tworzywa sztucznego lub papieru – warto jednak wiedzieć, że jej właściwości są takie jak cewki powietrznej, gdyż oba wspomniane materiały są magnetycznie obojętne.

Kluczowym parametrem cewki jest indukcyjność – wyrażamy ją w Henrach. W zależności od zastosowania, na rynku dostępne są wersje o różnych jej wartościach. Ich rozpiętość jest bardzo szeroka – od wartości liczonych w nanohenrach po milihenry. Jeżeli chodzi o „pełnego Henra” - cewki posiadające taką indukcyjność występują rzadko. Wynika to z faktu, że jest to bardzo wysoka wartość indukcji. Warto wiedzieć, że cewka posiada również swoją rezystancję. Elementy idealne funkcjonują jedynie w elektrotechnice teoretycznej. Do kluczowych jej parametrów należy również prąd maksymalny. Zgodnie z prawem Ohma, ze względu na opór, o którym powiedzieliśmy wcześniej, gdy przepływa przez nią prąd to odkłada się pewne napięcie. Iloczyn obu tych wielkości pozwala na wskazanie wydzielonej mocy. Jest to o tyle istotne, że w przypadku kiedy prąd przekroczyłby tę dopuszczalną wartość to ta moc byłaby zbyt duża. W takim przypadku może dojść do przegrzania, a nawet spalenia dławika. Dlatego też należy pamiętać o tym aby taki prąd kontrolować.

Cewka - funkcje a jej parametry

Jak wspomnieliśmy na początku cewka jest jednym z podstawowych elementów indukcyjnych. Szczególnie przydatnym rodzajem cewki jest dławik – stosujemy go w celu filtracji zasilania. W uproszczeniu - stanowi on przeszkodę dla przepływającego przezeń prądu przemiennego. Im większa jest wartość indukcyjności danej cewki, tym lepiej spełnia ona swoją funkcję filtracyjną. To co przez nią przepłynie, jest później wygładzane przez kondensatory.

Warto wiedzieć, że cewka jest elementem biernym. To znaczy, że samodzielnie nie wytwarza energii elektrycznej, a wręcz są przyczyną jej strat. Można powiedzieć, że przeciwstawia się ona zmianom wartości prądu indukując w sobie napięcie. Często bywa z tego powodu zestawiana z kondensatorem, a w wielu urządzeniach z nim współpracuje, jest tak dlatego, że jego działanie jest odwrotne. To znaczy, że przeciwstawia się on zmianom wartości napięcia.