Co to jest cewka powietrzna?
W naprzemiennych obwodach elektrycznych napięcie zmienia biegunowość do 60 razy na sekundę, przy czym każdy zacisk zmienia się z dodatniego na ujemny iz powrotem. Zwykle takie gwałtowne zmiany napięcia powodują wahania mocy. Cewka indukcyjna to element, który wytwarza pole elektromagnetyczne w odpowiedzi na prąd elektryczny przepływający przez zwinięty drut. Siła cewki indukcyjnej zależy od przyłożonego prądu, rdzenia cewki indukcyjnej i liczby zwojów cewki drutowej tworzącej cewkę indukcyjną. Cewka powietrzna jest cewką drutową bez litego rdzenia wewnątrz cewki.
Powietrze ma niską przewodność elektryczną, a zatem wytwarza najsłabsze ze wszystkich pól magnetycznych w przeciwieństwie do przepływu prądu. Wzór na indukcyjność jednowarstwowego cewki powietrznej może być wyrażony jako d 2 n 2 / 18d + 40z. D oznacza średnicę cewki, n oznacza liczbę zwojów w cewce, a z oznacza długość cewki indukcyjnej. Wszystkie jednostki wyrażone są w calach. Indukcyjność mierzy się w mikrohenrach lub μH.
Jedną z największych zalet cewki powietrznej jest minimalna utrata sygnału występująca przy wyższych natężeniach pola magnetycznego. W przypadku rdzeni ferromagnetycznych, takich jak żelazo, rdzeń może zostać nasycony magnetycznie, gdy pole magnetyczne jest zbyt silne. Prowadzi to do utraty indukcyjności, ale cewka powietrzna nie ma takiego problemu. Cewka powietrzna może przenosić częstotliwości elektromagnetyczne do 1 GHz, ale cewki ferromagnetyczne mają tendencję do utraty, gdy częstotliwość przekracza 100 MHz.
Istnieją również wady nieodłączne od cewek powietrznych: główną wadą jest liczba zwojów w cewce niezbędna do osiągnięcia takiej samej indukcyjności, jaka wystąpiłaby w cewce z rdzeniem stałym. Niska przewodność elektryczna powietrza przekłada się na niską przenikalność magnetyczną, a tym samym niższą indukcyjność. Łatwiej wychwytują i przenoszą zakłócenia elektromagnetyczne, ponieważ w cewkach powietrznych nie ma zamkniętych ścieżek magnetycznych.
Nadajniki radiowe w jak największym stopniu wykorzystują cewki powietrzne, aby zminimalizować drgania harmoniczne wynikające z przemieszczających się po nich fal elektromagnetycznych. Dołączone są również głośniki stereo Hi-Fi, aby zapewnić minimalne zniekształcenie dźwięku. Mniejsze cewki powietrzne widoczne są na płytkach obwodów drukowanych dla komponentów elektronicznych, ponieważ generalnie niskie napięcia i niskie prądy przemieszczają się wzdłuż tych ścieżek.