2.6 Определение числа витков и типа намотки.

Применяемые виды намотки можно разделить на однослойные и многослойные. Для изготовления катушек с индуктивностью выше 200—500 мкГн применяют многослойные намотки.

В данной работе целесообразно применить однослойную намотку из ПЭЛ.

Для определения однослойной катушки воспользуемся формулой (Петров):

,

,

Для определения числа витков воспользуемся формулой (Петров):

,

Подставив значение N в формулу _, проверим правильность расчётов:

L = 4,3 мкГн, что нас вполне устраивает.

2.7 Определение оптимального диаметра провода.

Между сопротивлением провода катушки и его диаметром существует сложная зависимость, так как при этом изменяется проявление поверхностного эффекта и эффекта близости.

Рассмотрим вопрос о влиянии диаметра провода на сопротивление катушки. В случае прямолинейного провода увеличение диаметра вызывает увеличение его периметра, а, следовательно, уменьшение сопротивления току высокой частоты. Зависимость сопротивления отрезка прямолинейного провода от диаметра при некоторой частоте выражается кривой L на рис. 4 (кривая I представляет собой зависимость сопротивления току высокой частоты от диаметра). При свертывании провода в спираль возникает эффект близости, который проявляется тем сильнее, чем больше диаметр провода. Увеличение сопротивления за счет эффекта близости примерно пропорционально диаметру провода и изображается прямой II. Сложив величины, характеризуемые кривыми I и II, получим изменение полного активного сопротивления провода катушки в зависимости от его диаметра; эта зависимость выражается кривой III. Ход кривой III показывает, что при вполне определенном диаметре провода сопротивление катушки имеет минимальное значение. Можно показать, что при этом сопротивление провода катушки (с учетом поверхностного эффекта) равно увеличению сопротивления за счет эффекта близости.

Рис. 4

Оптимальный диаметр провода катушки рассчитывают при помощи вспомогательного коэффициента:

где - вспомогательный параметр;

-поправочный коэффициент.

D_к – диаметр катушки;

N –число витков намотки;

d - диаметр провода без изоляции ; Используя эмалевую изоляцию провода типа ПВЛ , принимаем диаметр провода равный 0,8 cм

где f ₀ – резонансная частота.

к=f(l/D)

к=4

,т.к. , то ;

0,35мм

Проведём проверку подобранного диаметра провода, воспользуемся формулой:

lk=dизαN (из таблицы 2 следует, что α=1.25)

Таблица 2

lk=0,35*1.2*24=9мм

Проверка показала, что при намотке 24 витка провода диаметром 0,35 с α= 1,2 потребуется К.И. длиной 9 мм, значит выбор сделан правильно.

2.8 Учёт влияния экрана

Для того чтобы индуктивность и добротность катушки падали не более чем на 10%, рекомендуются следующие соотношения между диаметрами экрана и катушки: для однослойных катушек

где D - диаметр экрана

Таким образом , D = D *1,6=1,6 см

При помещении катушки в экран ее индуктивность и добротность уменьшаются. Индуктивность экранированной катушки составляет:

Lэк = L(1-к) , где L - индуктивность неэкранированной катушки; к - коэффициент связи между экраном и катушкой. Для однослойных и тонких многослойных катушек к = η(D/ D ) , здесь η - коэф­фициент, зависящий от отношения длины катушки к ее диаметру.

η =1,26

к =1,26*0,24=0,3; L =0,863(1-0,3)=0,6041 мкГн

Потери, вносимые экраном в катушку индуктивности можно определить по формуле:

Для алюминия ρ=0,271*