Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени академика С.П. Королёва ( СГАУ )

Факультет инженеров воздушного транспорта

Кафедра электронных систем и устройств

Расчет катушки индуктивности колебательного контура

и обоснование выбора материалов.

Выполнил студент: Литвиненко А.О.

Группа № 3203

Вариант № 16

Проверил преподаватель:

Макарычев Ю.И.

Самара 2012

Содержание

1 Задание для расчета	3
2 Начало расчета	3
2.1 Нахождение индуктивности Lк	3
2.2 Выбор материала каркаса	4
2.3 Конструкция размеры каркаса	4
2.4 Расчет индуктивности катушки с учетом металлического сердечника.	5
2.5 Определение числа витков	6
2.6 Определение оптимального диаметра провода	7
2.7 Учет влияния экрана	9
2.8 Расчет собственной емкости катушки.	10
2.9 Расчет добротности	11
3 Расчет ТКИ и ТКЧ	12
4 Выбор конденсатора контура	12
5 Итог	12
Список используемых источников	14

1 Задание.

Рассчитать индуктивность колебательного контура на резонансной частоте .При условии, что емкость конденсатора . Тип и материалы сердечников, , и другие необходимые данные для расчета приведены

Материал экрана: Алюминий

Тип и материал сердечника: СЦР-1(цилиндрический резьбовой), Р-20(карбонильное железо)

Выбрать материал и размеры каркаса, тип намотки. Определить число витков и оптимальный диаметр провода. Вычислить собственную емкость, добротность, температурный коэффициент индуктивности и [ТКЧ].

Рисунок 1.Электрическая схема колебательного контура.

где С_к – емкость контура;

L – индуктивность контура.

2 Расчет.

2.1 Нахождение индуктивности колебательного контура.

Рисунок 2.Электрическая схема замещения катушки индуктивности

где L – индуктивность катушки;

С₀ – собственная емкость катушки;

r_f – сопротивление обмотки катушки;

r_д – сопротивление диэлектрика каркаса за счет поляризации.

2.2Определим индуктивность исходя из формулы

,

Определим L.

2.3 Выбор материала каркаса.

Мы имеем дело с цилиндрическим сердечником резьбовым СЦР-1, изготовленным из карбонильного железа Р-10, предельная частота работы которого 100 МГц. Для каркасов катушек с высокой стабильностью применяют радиокерамику типа В, ультрафарфор и высокочастотный стеатит.Исходя из заданных параметров наиболее подходящим материалом является высокочастотный стеатитит. Для ультрафарфора ТКЛР =

Рисунок 4

2.4 Выбор размеров каркаса.

Прежде чем приступить к дальнейшим вычислениям, для удобства, приведем чертеж катушки:

Рисунок 3. Чертеж катушки индуктивности.

где l_c – длина сердечника;

l_к – длина намотки;

D_c – диаметр сердечника;

D_к – диаметр катушки;

d – диаметр провода без изоляции.

По сводным таблицам для СЦР - 1 можно найти D_c=0,6см, l_c=0,9см.

= 1 см.; =0,9см.

2.4 Расчет индуктивности катушки с учетом сердечника.

Зная тип и материал сердечника можно рассчитать индуктивность катушки:

- действующая магнитная проницаемость сердечника.

где - начальная магнитная проницаемость материала сердечника;

- коэффициент использования магнитных свойств;

-поправочный коэффициент. (Определяем по графику ниже)

- определяем по графику =f(l_k/ D_c), (l_k/ D_c)=0,9/0,6=1,5; =0,25.

(l_c/ D_c)=1/0,6=1,667; =0,9.

определяем по таблице, исходя из того, что задана марка магнитного материала Р-20.

=10

П ричём и .

_{, то}

Итак, получается, что при полностью вкрученном сердечнике, при имеющихся размерах катушки, для получения индуктивности равной 6,5 мкГн, необходимо намотать катушку с индуктивностью равной 3 мкГн без сердечника. Т.е ход сердечника позволяет менять индуктивность в диапозоне 3…6,5 мкГн.

Зная, что введение сердечника уменьшает добротность катушки, к тому же при экранировании катушки произойдёт дополнительное снижение индуктивности, и а целях возможности подрегулирования контура на необходимую нам частоту, предлагаю выбрать расчётную индуктивность L=4,5 мкГн, что даёт возможность изменять индуктивность в диапозоне 4,5…10мкГн, что нас вполне устраивает

Для нашего магнитного материала сердечника, параметры находили из таблицы методического пособия « Зеленский А.В., Макарычев Ю.И. «Радиокомпоненты дискретной и функциональной электроники: Учебное пособие.» – Куйбышев: Куйбышевский авиационный институт, 1986.»