Zwojnica

Zwojnica – choć słowo to może brzmieć pozornie nieznajomo, to wszystko staje się jasne, gdy okryjemy, że to po prostu inna nazwa przedmiotu określanego jako cewka lub solenoid. Składa się ona z pewnej liczby zwojów przewodnika, które są nawinięte np. na powierzchni walca – cewka cylindryczna, na płaszczyźnie – cewka płaska lub spiralna, albo na powierzchni pierścienia – cewka toroidalna. Zarówno wewnątrz jak i na zewnątrz zwojów może być umieszczony rdzeń z materiału magnetycznego, ferromagnetycznego, albo diamagnetycznego. Zwojnica jest głównie wykorzystywana w przemyśle elektrotechnicznym. Jest tak ze względu na jej szczególne właściwości. Może być ona źródłem pola elektromagnetycznego, indukować prąd, a nawet wpływać na przesunięcie w fazie natężenie i napięcia prądu. Informacje teoretyczne na ten temat można odnaleźć tutaj. W tym artykule zajmiemy się natomiast praktycznym zastosowaniem dla zwojnicy.

Zwojnica w elektrotechnice

W przemyśle elektrycznym cewki stanowią środek filtracji zakłóceń napięcia stałego. Doskonale filtruję niechcianą składową zmienną, a bez kłopotu „przepuszczają” prąd stały. Przy współpracy z kondensatorami tworzą świetne filtry. Występują one w zróżnicowanych obudowach, w elektronice najczęściej spotykane są niewielkie dławiki, które z wygląda zbliżony są do rezystorów. Odróżnia je jednak kolor widocznych na jej powierzchni pasków.

Solenoid zbudowany jest z odcinka drutu nawiniętego spiralnie. W środku takiej spirali może być po prostu powietrze, w sytuacji w której drut jest tak sztywny aby nie doszło do rozwinięcia spirali. Często spotykamy jednak rdzeń z materiału ferromagnetycznego. Niekiedy posiadają one również karkas – czyli korpus zbudowany z materiału izolacyjnego takiego jak papier czy tworzywo sztuczne.

Wielkością jaką posługujemy się w elektrotechnice do opisania cewki jest jej indukcyjność, której jednostką jest Henr. Na rynku dostępny jest duży wachlarz zwojnic, od takich o indukcyjnościach na poziomie nanohenrów, po te charakteryzujące się wielokrotnie większą wartością wyrażoną w milihenrach. Większe wartości, dochodzące powyżej jednego henra (który jest już bardzo dużą wartością indukcyjności) zdarzają się rzadko i dotyczą szczególnych przypadków, w których rozwiązania konstrukcyjne wymagają wprowadzenia tak dużych indukcyjności.

Często spotykanym typem cewki jest dławik, określenia te bywają używane zamiennie. Dławik jest po prostu cewką użytą w celu filtracji zakłóceń. Z racji iż jest to bardzo popularne zastosowanie, to w potocznym żargonie technicznym, określenia te traktowane są jako równoznaczne. Dławiki w przeciwieństwie do kondensatorów włączamy do obwodu szeregowo z zasilanym urządzeniem. Taki sposób łączenia wynika z faktu, że opór cewki względem prądu stałego jest niewielki, w przeciwieństwie do prądu zmiennego, dla którego jest on znacznie większy.