Cewki powietrzne kontra cewki elektryczne. Gdzie znajdują zastosowanie?

Cewka to element wykorzystywany w układach elektrycznych do gromadzenia energii pola magnetycznego, a także do filtrowania dostarczanego napięcia, co pozwala na efektywne zapobieganie zmianom natężenia przepływającego prądu. Podstawowym elementem każdej cewki jest uzwojenie wykonane z przewodnika o odpowiedniej średnicy i liczbie zwojów, które może mieć kształt cylindryczny, toroidalny albo płaski. Cewki różnią się od siebie rodzajem posiadanego rdzenia, dzieląc się na cewki powietrzne oraz rdzeniowe. Przekonajmy się, na czym polegają te różnice i zobaczmy, jak wpływają na możliwości wykorzystywania konkretnych cewek.

Cewki powietrzne vs. cewki rdzeniowe

Klasyczna cewka elektryczna jest zbudowana z uzwojenia zrobionego z drutu zaizolowanego albo niezaizolowanego z zachowaniem między zwojami szczelin powietrznych gwarantujących jego separację. Kolejnym elementem jest znajdujący się wewnątrz albo na zewnątrz uzwojenia rdzeń, który może być wykonany z materiału ferromagnetycznego albo diamagnetyku. Cewki powietrzne to urządzenia, które składają się wyłącznie z uzwojenia, nie posiadając rdzenia, co pozwala na uzyskiwanie takich samych efektów jak w przypadku cewki z rdzeniem diamagnetycznym. Powietrze jest wykorzystywane ze względu na swoją niską przewodność elektryczną.

Działanie cewek powietrznych oraz rdzeniowych

Różnica w sposobie działania cewek z rdzeniem oraz cewek powietrznych wynika z faktu, że materiał ferromagnetyczny rdzenia może wywoływać zakłócenia, ponieważ przy przekroczeniu pewnej wielkości występuje w nich zjawisko tzw. nasycenia. Straty powstające w rdzeniu mają szczególne znaczenie przy wysokich częstotliwościach prądu, dlatego cewek z rdzeniem używa się przy częstotliwościach sięgających do 100 MHz, a cewek powietrznych nawet do 1 GHz. Minusem cewek powietrznych jest jednak fakt, że do osiągnięcia porównywalnej indukcyjności wymagają większej liczby zwojów, co oznacza większe straty wynikające z właściwości zastosowanego przewodnika.

Gdzie sprawdzą się cewki powietrzne?

Cewki powietrzne stosuje się tam, gdzie ważne jest uniknięcie zniekształceń przy wysokiej częstotliwości. Korzysta się z nich m.in. w głośnikach, nadajnikach radiowych i wzmacniaczach, a także w układach elektronicznych. Często są też wykorzystywane jako dławiki.