코일 설계에서 인덕턴스를 결정하는 핵심 요소

코일의 자기 에너지 저장 능력인 인덕턴스는 네 가지 기본 설계 매개변수에 의해 결정됩니다. 이 요소들은 주어진 전류(암페어-턴)가 얼마나 많은 자기 플럭스를 생성할 수 있는지를 좌우합니다.

와이어 턴 수

다른 조건이 동일하면 턴 수를 늘리면 인덕턴스가 증가하고, 줄이면 감소합니다.

이유? 고정된 전류에 대해 더 많은 턴은 더 많은 암페어-턴을 의미하며, 자기장을 증폭시킵니다.

코일 단면적

더 큰 코일 면적은 자기 플럭스 형성을 용이하게 하여 인덕턴스를 높이고, 더 작은 면적은 반대 효과를 냅니다.

이유? 더 큰 면적은 주어진 암페어-턴에 대한 플럭스 저항을 줄입니다.

코일 길이

더 짧은 코일은 더 높은 인덕턴스를 내고, 더 긴 코일은 낮춥니다.

이유? 더 긴 자기 경로는 암페어-턴당 플럭스 생성을 방해합니다.

코어 재질 투자율

더 높은 자기 투자율의 코어는 인덕턴스를 증폭시키고, 낮은 투자율은 감소시킵니다.

이유? 투자성 물질은 자기 플럭스를 더 효과적으로 안내하여 같은 암페어-턴에 대해 인덕턴스를 높입니다.

대략적인 인덕턴스 계산은:

이 방정식은 투자율(μ)이 자기장 강도에 따라 변하므로(비선형 B-H 곡선) 대략적인 추정만 제공합니다. μ의 변화, 코어 히스테리시스, 포화는 전류 변화에 따라 인덕턴스가 변하게 할 수 있습니다.

설계자는 플럭스 밀도를 포화 이하로 유지하여 B/H 곡선의 선형 부분에서 동작하도록 함으로써 이러한 효과를 완화합니다.

가변 인덕터는 하나 이상의 매개변수(주로 슬라이딩 접점을 통한 유효 턴 수 또는 코어 위치)를 실시간으로 조정할 수 있게 합니다. 초기 라디오 수신기에 사용된 가변 공심 인덕터의 예는 아래와 같습니다:

라디오 회로에 자주 사용되는 고정값 인덕터들은 아래 사진에 나타납니다. 첫 번째는 몇 개의 굵은 턴을 가진 단순한 공심 설계입니다:

두 번째는 더 높은 인덕턴스를 위해 흰색 세라믹 튜브를 사용하여 강성을 확보했습니다:

인쇄 회로 기판(PCB) 인덕터는 놀랍게 작을 수 있습니다. 아래 이미지를 살펴보고 R3와 C?(커패시터) 근처에 L1과 L2로 표시된 두 인덕터를 찾아보세요. 이들은 도넛 모양의 코어 주위로 코일이 감긴 토로이달 인덕터입니다.

인덕터는 표면 실장 소자로도 생산됩니다. 아래 사진은 각각 '100'으로 표시된 한 쌍의 미니어처 인덕터(L5, L6)를 보여주며, 작은 인덕턴스 값이 엄격한 설계 제약을 충족하도록 제조될 수 있음을 보여줍니다.

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