Экранированная катушка индуктивности: рабочая частота – 5 МГц; индуктивность - 20 мкГн
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
деляем по формуле (3.16)
(3.16)
где средняя частота рабочего диапазона, Гц;
Вспомогательный коэффициент равен:
Пользуясь графиком (из источника [1], приложение А) определяем поправочный коэффициент . Для
Находим вспомогательный параметр по формуле (3.17)
(3.17)
где N число витков обмотки;
k поправочный коэффициент;
z вспомогательный коэффициент;
D диаметр каркаса, см.
Вспомогательный параметр равен:
(3.18)
при <0,3
Определяем величину zопт, по формуле:
zопт==5,01 (3.19)
По найденному значению zопт находим оптимальный диаметр провода, по формуле:
(3.20)
Итак, оптимальный диаметр провода будет равен:
Ближайшим по значению диаметра (из выбранного типа) из стандартного ряда является: свой выбор остановим на проводе типа ПЭВ- 0,05 ГОСТ 16186 - 74.
3.3 Уточнение электрических параметров конструкции
Как, впрочем, и другие конструкции данная конструкция катушки индуктивности не совершенна из-за присутствующих сопротивлений потерь. Сопротивление потерь намотки характеризуется активным сопротивлением провода и его сопротивлением току высокой частоты. Сопротивление провода является физический характеристикой материала, из которого изготовлен данный провод, и является справочной величиной. Активное сопротивление металлического отрезка провода длиной и площадью поперечного сечения определяется по следующему соотношению
, (3.21)
где - удельное сопротивление материала, из которого изготовлен провод, для меди оно составляет 0,0017 ; фактическая длина намотки.
Учитывая это, получим:
(3.22)
где диаметр одной жилы; количество витков обмотки; диаметр сердечника ().
Тогда, учитывая данные примечания, получим:
Сопротивление провода круглого диаметра току высокой частоты можно вычислили по формуле
, (3.23)
где r0 сопротивление постоянному току, Ом; F(z) коэффициент, определяющий сопротивление с учетом поверхностного эффекта; G(z) коэффициент, учитывающий эффект близости; N количество витков намотки; D диаметр каркаса; полный диаметр провода без наружной изоляции.
Значения коэффициентов F(z) и G(z) определены из таблицы [1]
Аргумент z определяется по формуле
(3.24)
где диаметр провода, мм; частота Гц.
И равен: =
При z=1,44: F(z)=1.183
G(z)=0.0369
Найдем численное значение :
Расчет сопротивления потерь в диэлектрике каркаса
Сопротивление потерь в диэлектрике каркаса вычислим по формуле
, (3.25)
где - емкость через диэлектрик, , пФ; тангенс угла диэлектрических потерь, для полистирола ; фактическая индуктивность катушки, мкГн; частота, МГц; ? диэлектрическая проницаемость полистирола (?=2,5)
3.4 Экранирование катушки
Осуществим экранирование катушки с помощью замкнутого экрана цилиндрической формы, изготовленный из меди. По заданным размерам каркаса катушки (Dk, lk) и начальной индуктивности L0 определим Dэ (диаметр экрана) и его длину lэ.
Исходя из условия необходимо, чтоб имело силу равенство
Dэ- Dk= lэ- lk (=0,45). (3.26)
При заданном находим Dэ, а из формулы (3.26) длину lэ
Тогда Dэ=10/0,45=22,22 мм
lэ= Dэ- Dk+ lk=22,22-10+25,73=37,95 мм
Толщину стенок экрана определим из источника (4):
t=0,1 мм
Расчет индуктивности после экранирования.
Индуктивность однослойной катушки L0 при размещении её в экране уменьшается и может быть определена по формуле:
Lэ=L0?L, (3.27)
где ?L-коэффициент уменьшения индуктивности, определяемый по приближенной формуле:
?L (3.28)
Тогда
?L
Вычислим Lэ:
Lэ=21,06•0,81=17,05 мкГ
Найдем приращение индуктивности из формулы:
Lэ= L0-, (3.29)
где - приращение индуктивности; <0
= L0- Lэ=21.06-17.05=4.01.
Из формул (3.27) и (3.29) следует, что относительное уменьшение индуктивности составит:
относительное изменение составило 0,19, т.е. индуктивность катушки в экране изменилось на 19%. и равна 17,05 мкГн.
Расчет сопротивления, вносимого экраном
Вносимое экраном активное сопротивление с учетом поверхностного эффекта рассчитаем по формуле:
, (3.30)
где DЭ диаметр экрана цилиндрической формы, - электропроводность материала экрана, (для меди =57•106); - глубина проникновения материала экрана, см; N число витков; Dк диаметр катушки, см
Тогда,
Ом.
Определим относительное изменение активного сопротивления, оно составит:
, т. е. сопротивление возрастет на 0,00036%.
Расчет сопротивления потерь, вносимого сердечником
Определим сопротивление потерь вносимое сердечником по формуле:
, (3,31)
где - круговая частота; Lc индуктивность сердечника; - тангенс угла потерь сердечника
Индуктивность сердечника рассчитаем по формуле:
Lc=?сL (3.32)
где ?с магнитная проницаемость сердечника;
L-фактическая индуктивность;
Тогда,
Lc=1,1•21=23,1мкГ
Найдем численное значение
= 2•3,14•5•23,1•2,4•10-4=0,174Ом
Определим суммарное сопротивление потерь в катушке
суммарное сопротивление потерь, определяется как:
, (3.33)
где сопротивление провода току высокой частоты, характеризующие эффект близо?/p>