多层空气芯线圈的规划

假如你已知一个线圈的尺度等一切参数，而需求求解该线圈的电感量，可引证Wheeler方程来进行简略，准确的核算。但规划师的使命一般是与上述进程相反。Robert Kesler评论了这个运算进程。
核算空气芯多层线圈的电感量能够引证我们熟知的Wheeler公式，这是最为有用的核算方法。此式发表于1928年，现列举如下：
L=(7.87N²M²)/(3M+9B+10C) (1)
这儿N为绕制圈数，M为均匀直径，B为线圈的宽度(或长度)，C为线圈径向厚度。M、B、C的单位为毫米(mm)，L为电感量，单位为纳亨(nH)，1纳亨=10^-9亨利。
假如此式分母中的数3M、9B、10C大致持平，即线圈的形状大体上与附图所示相相似，则此式的准确度可望控制在1%以内。当然，实践的准确度还取决于线圈尺度的差错。
用给定的一段导线来绕制一个线圈，假如其尺度份额为3M=9B=10C，则所得到的电感量最大。关于给定的导线段按上述尺度绕制可得最大电感量。或关于给定铜重的导线，按上述尺度绕制可得最大电感/电阻比，都可由试验验证。
当已知各个尺度来核算线圈的电感量时，引证Wheeler公式是个好办法。可是规划师要完结的使命一般与上述相反：开始时，仅已知电感量，有必要求解的是导线的直径，外加上式中的其他四个参数N、M、B、C。

逆运算
一个线圈的电阻能够用铜线的长度和直径来表征，也能够用线圈的均匀直径和圈数来表明，即
R=(NM)/(14250W)² (2)
这儿N、M的单位仍为mm，W为铜线的直径，其单位也为mm，R为电阻，其单位为(Ω)。
线圈的圈数（能够考虑化为线圈的横截面）与线圈直径、导线直径的联系为：
N(W/P)²=BC (3)
如只考虑抱负形状，即3M=9B=10C，则有更有用的公式
Bi=(Mi/3) (4)
Ci=0.3Mi (5)
在这种情况下，公式1和3变得更为简略：
L=0.875Ni²Mi (6)
N(W/P)²=0.1Mi² (7)
现在能够用公式2、6和7来表征参数Mi、Ni和Wi：

线圈的内径和外径为
I=M-C=0.7M (11)
O=M+C=1.3M (12)
还有两个更重要的联系
Mi=3.08L^0.2W^0.8 (13)
Ni=0.61(L/M)^0.4 (14)
留意，各式中的下标“i”表明仅适用于形状抱负（3M=9B=10C)的线圈。

多层线圈的规划
上述公式是规划多层空气芯线圈的有用东西。两个规划条件是能够得到的：榜首，一开始就指定直流电阻。第二，有必要知道现有线圈模芯的尺度。
假如线圈用于大功率电路，如扬声器的分频网络，开始时就能够指定最大或许损耗，然后求得直流电阻。用公式8、9、10核算导线直径的理论值。选用与理论值最接近的规范直径导线。直径的核算不用过于严厉，不过要记住直径添加将导致电阻减小，但尺度也添加了，反过来也是相同。
用选定的导线直径来核算线圈的尺度和圈数，这儿可用公式1、4、5、11、12和14。
当依据给定的线圈模芯来进行规划时，可按模芯的尺度，用公式1和3来核算圈数和导线直径。选定最接近的规范尺度导线。再用这新直径来从头核算线圈的厚度和线圈的均匀直径，然后才算圈数。
接着，需核算直流电阻，并考虑能否承受。留意，在一切的核算中，导线的充填密度假定为0.8.由于此假定不合实践情况，或还有其他要素而导致发生差错，都可在最终阶段加以纠正。丈量已绕制的线圈的直径。在堵截导线之前，用公式1核算电感量，并依据需求纠正圈数。

规划举例
首要评论的比如是已知量为线圈的直流电阻时怎么规划线圈。所需的电感量为200uH，线圈电阻假定为3Ω。
引证上述公式(8)、(9)、(10)可算得线圈的均匀直径、圈数和导线直径：

在这儿，假如对所得成果的意义已充沛了解，则对算得的导线直径可予以修正，以习惯实践答应的尺度。
设新选定的导线直径为1mm。用此直径进行下列核算：
Mi=3.08×200000^0.2×1 0^0.8=35.4
Bi=35.4/3=11.8
Ci=0.3×35.4=10.6
I=35.4-10.6=24.8
O=35.4+10.6=46
Ni=0.61(200000/1)^0.4=132
当完毕绕制时，记住在堵截导线前，要先丈量线圈的外径。并用公式1核算电感，假如需求，则纠正圈数。
第二个规划举例是针对线圈模芯的规划。所需电感为2mH，假定结构的内径（即线圈的内径）为I=12mm,宽为B=16mm，而结构边高C=6mm。
依据公式(1)
2×10⁶=(7.87×N²×18²)/(3×18+9×16+10×6) (1)
得 N=450
又依据公式(3)
450(W/0.8)²=16×6
得 W=0.392mm
选用下一档规范的较小线径W=0.35mm，然后核算线圈的径向厚度
依据 450(0.35/0.8)²=16C
得 C=5.4mm
能够调用这个新的径向厚度值以及均匀直径来从头核算电感量，并纠正圈数。别的，也能够留待在堵截导线前进行最终校对。
查看直流电阻：
R=(17.6×450)/(14250×0.35)²=4.54Ω
决议此值是否能承受，假如太高，则可选用直径和横截面较大的结构。