Бобина — катушка индуктивности и элемент зажигания¶

Бобина — многозначный термин из области электротехники, обозначающий катушку индуктивности, намотанную на каркас изолированного провода, а также узел системы зажигания двигателя внутреннего сгорания, преобразующий низкое напряжение бортовой сети в высокое для образования искры. В широком техническом употреблении слово «бобина» также может означать катушку с намотанной на неё проволокой, пряжей или другим нитевидным материалом.

¶Происхождение термина

Слово «бобина» происходит от французского bobine — «катушка, мотальня». В русский язык термин вошёл в XIX веке вместе с развитием электротехники и телеграфии. Первоначально бобинами называли любые катушки для намотки проволоки — в том числе используемые в телеграфных аппаратах, электрических машинах и измерительных приборах. С развитием радиотехники и электроники термин получил более узкое значение — катушка индуктивности.

¶Бобина как катушка индуктивности

В электротехнике бобина представляет собой конструкцию из каркаса (обычно диэлектрического — керамического, пластмассового или бумажного) и намотанного на него изолированного провода. При прохождении электрического тока через обмотку вокруг неё образуется магнитное поле, а сама бобина обладает свойством индуктивности — способностью накапливать энергию магнитного поля. Основные параметры бобины:

• индуктивность, измеряемая в генри (Гн);
• номинальный и максимальный ток;
• добротность;
• распределённая и паразитная ёмкость обмотки;
• сопротивление провода.

По конструкции различают бобины с сердечником (из ферромагнитных материалов — пермаллоя, феррита, электротехнической стали) и без сердечника (воздушные). Наличие сердечника повышает индуктивность при тех же габаритах. Бобины применяются в фильтрах, дросселях, трансформаторах, резонансных контурах радиоприёмников, пусковых устройствах и системах электроснабжения.

¶Бобина системы зажигания

В автомобильной технике бобиной зажигания называют высоковольтный импульсный трансформатор, преобразующее напряжение бортовой сети (обычно 12 В) в напряжение 15–30 кВ, необходимое для пробоя воздушного зазора свечи зажигания. Устройство классической бобины зажигания включает:

• первичную обмотку с малым числом витков толстого провода;
• вторичную обмотку с большим числом витков тонкого провода;
• ферромагнитный сердечник;
• корпус с изоляцией, заполненной маслом или эпоксидной смолой.

Принцип работы: при размыкании цепи первичной обмотки ток в ней резко прекращается, магнитный поток коллапсирует, и во вторичной обмотке индуцируется высокое напряжение. В современных системах зажигания роль коммутатора выполняет электронный блок, а бобина может устанавливаться непосредственно на свече (катушка на свечу, coil-on-plug), что исключает высоковольтные провода.

¶Бобина в радиотехнике

В радиотехнике и электронике бобины применяются в качестве элементов резонансных контуров, дросселей, согласующих устройств и фильтров. Разновидности:

• Ползунковые бобины — с подвижным сердечником, позволяющим изменять индуктивность;
• Катушки неопределённой индуктивности — с отводами от обмотки;
• Волновые бобины — намотанные в виде винта или на цилиндрическом каркасе;
• Секционные бобины — разделённые на изолированные секции для уменьшения паразитной ёмкости;
• Безкаркасные бобины — намотанные непосредственно друг на друга с термической фиксацией.

Важнейшей характеристикой для высокочастотных бобин является добротность, определяемая качеством материала каркаса и провода, а также конструкцией намотки.

¶Бобина в текстильной промышленности

В текстильном производстве бобина — катушка, на которую намотается прядильная или ткацкая нить, пряжа или нитка. Бобины используются в прядильных машинах, ткацких станках и в швейном производстве. Размеры и форма бобин стандартизированы под конкретное оборудование. В этом значении термин не связан с электротехникой, но исторически восходит к тому же французскому слову, обозначавшему любую катушку для намотки.

¶Бобина в электросварке

В сварочных аппаратах бобина может обозначать катушку медного провода, используемого для намотки обмоток сварочного трансформатора или дросселя, обеспечивающего стабилизацию сварочного тока.

¶Интересные факты

• Термин «бобина» в русском языке имеет разговорное значение «катушка, на которой что-то перематывают», и в этом смысле используется далеко за пределами техники.
• В старых радиолюбительских изданиях словом «бобина» пользовались наравне с «катушкой индуктивности»; в современной терминологии «бобина» чаще применяется к конкретным конструкциям — в частности, к бобинам зажигания и измерительным катушкам.

¶Примечания

В русскоязычной технической литературе термин «бобина» употребляется неоднозначно, и его точное значение определяется контекстом: электротехника, радиотехника, автомобилестроение или текстильное производство.

Источники:

• ГОСТ 19705-89 «Катушки индуктивности. Общие технические условия»
• Большая советская энциклопедия, статья «Бобина»
• Кремер А. Г. «Справочник по радиотехнике»
• Руководства по эксплуатации автомобильных систем зажигания