Cívka

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
vysokofrekvenční cívka
Další významy jsou uvedeny v článku Cívka (rozcestník).

Cívka je elektrotechnická součástka používaná v elektrických obvodech:

Stavba cívky[editovat | editovat zdroj]

Cívka se skládá z vodiče navinutého na izolační nosnou kostru. Vinutí může být jednovrstvé nebo vícevrstvé. V případě vícevrstvých vysokofrekvenčních cívek je třeba použít tzv. křížové vinutí, aby se omezila vlastní elektrická kapacita cívky. Navinutý vodič může být i samonosný – bez kostry.

Vodič v cívce má mít co nejmenší rezistivitu, aby v cívce nedocházelo k velkým tepelným ztrátám. Nejčastěji používaným materiálem je měď.

Ke zvětšení magnetických vlastností se dovnitř cívky vkládá jádro z magneticky měkké oceli, tzn. z feromagnetické látky s malou remanentní magnetizací. K omezení vzniku vířivých proudů v jádře se jádro skládá z několika vrstev oddělených izolantem nebo z jemných železných částeček spojených izolační hmotou (tzv. železné jádro).

Druhy cívek[editovat | editovat zdroj]

Podle rozměrů a tvaru lze rozlišit obyčejnou cívku, solenoid – velmi dlouhá cívka, toroid – cívka stočená do kruhu.

Cívky lze rozdělit podle frekvence střídavého proudu, pro kterou je určena – nízkofrekvenční cívky a vysokofrekvenční cívky.

Parametry cívky[editovat | editovat zdroj]

Cívka v elektrickém obvodu[editovat | editovat zdroj]

Elektrotechnická značka[editovat | editovat zdroj]

Značka cívky

Cívka ve stejnosměrném obvodu[editovat | editovat zdroj]

V obvodu stálého stejnosměrného proudu se cívka projevuje pouze svým elektrickým odporem.

Kolem cívky se průchodem stejnosměrného proudu vytváří stálé magnetické pole. Magnetický indukční tok závisí přímo úměrně na indukčnosti cívky a velikosti proudu. Indukčnost cívky a tím i magnetické pole je možno zesílit vložením jádra – magnetického obvodu do cívky.

Cívka ve střídavém obvodu[editovat | editovat zdroj]

V obvodu střídavého proudu vzniká kolem cívky proměnné magnetické pole, které v cívce indukuje elektromotorické napětí. Indukované napětí působí vždy proti změnám, které je vyvolaly (Lenzův zákon), což má za následek vznik impedance, u cívky nazývané induktance, tj. odpor cívky proti průchodu střídavého proudu. Induktance závisí přímo úměrně na indukčnosti cívky a frekvenci střídavého proudu.

Cívka rovněž způsobuje fázový posuv střídavého proudu oproti střídavému napětí o π/2 neboli 1/4 periody.

Proměnného magnetického pole kolem cívky se využívá také v transformátorech při transformaci střídavého elektrického proudu a napětí mezi dvěma obvody. Způsob a velikost transformace ovlivňuje poměr počtu závitů sekundární a primární cívky transformátoru, celková energie transformace je však také výrazně limitována celkovou velikostí a kvalitou magnetického obvodu transformátoru.

Cívka v kmitavém obvodu[editovat | editovat zdroj]

Důležitou úlohu hraje cívka u elektromagnetického kmitání (rezonance). To vzniká v obvodu s kondenzátorem a cívkou (LC obvody), kde se periodicky opakuje přeměna elektrické energie na magnetickou a opačně. Frekvence elektromagnetického kmitání závisí mj. také na indukčnosti cívky.

Spojování cívek[editovat | editovat zdroj]

Při sériovém zapojení cívek se zvětšuje celková indukčnost:

L = L_1 + L_2 + ..., (za předpokladu, že se cívky vzájemně nevážou, tedy nemají společný tok).

Indukčnost dvou sériově řazených cívek se vzájemnou indukčností M = L12 = L21:

L = L_1 + L_2 +- 2M (znaménko volit podle polarity vzájemné vazby).

při paralelním zapojení se celková indukčnost zmenšuje:

\frac {1}{L} = \frac {1}{L_1} + \frac {1}{L_2} + ...

Napětí na cívce[editovat | editovat zdroj]

Závislost napětí na cívce na proudu, který jí prochází lze vyjádřit diferenciální rovnicí:

u_L = L \frac {di_L}{dt}

Použití cívky[editovat | editovat zdroj]

Cívku lze používat jako samostatnou součástku (elektromagnet, tlumivka) nebo jako součást složeného elektrického zařízení (elektromagnetické relé, transformátor, reproduktor).

Různá provedení cívek
Výhodou elektromagnetu je to, že magnetické pole je dočasné, dá se snadno měnit jeho velikost, příp. směr.
  • Cívka jako induktor – využívá se elektrické napětí indukované proměnným magnetickým polem kolem cívky
    • tlumivka – cívka působí proti prudkým změnám v elektrickém obvodu (např. zapnutí/vypnutí obvodu, elektrický výboj, ap.). Změny v elektrickém obvodu vyvolávají změnu magnetického pole kolem cívky a následně se v cívce indukuje elektromotorické napětí působící vždy proti změnám, které je vyvolaly.
    • transformátor – obsahuje dvě nebo více cívek na společném jádře. Změnou elektrického proudu (střídavým proudem) v jedné cívce se indukuje elektrický proud v druhé cívce, dochází k transformaci proudu a napětí.
    • čtecí hlavičky v pevných discích
    • v elektromagnetických oscilačních obvodech – cívka a kondenzátor jsou nezbytné součástky pro vznik elektromagnetických kmitů v obvodu (rezonanční LC obvody).

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

Kategorie Inductors ve Wikimedia Commons

Související články[editovat | editovat zdroj]

Literatura[editovat | editovat zdroj]