МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЕВА
(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
(СГАУ) Радиотехнический факультет Кафедра КиПРЭС ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к домашней работе по дисциплине «Радиоматериалы и радиокомпоненты»
на тему
«Расчёт катушки индуктивности колебательного контура»
Студент: Вариант №39 Проверил: доц.Макарычев Ю.И.
Самара 2014
СОДЕРЖАНИЕ
1
ЗАДАНИЕ………………………………………………………………………...3
2 РАСЧЁТ…………………………………………………………………………...4
2.1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДУКТИВНОСТИ
………………………………........4
2.2
ВЫБОР МАТЕРИАЛА КАРКАСА………………………………………........5
2.3
ВЫБОР РАЗМЕРОВ КАРКАСА……………………………………………....5
2.4
РАСЧЁТ ИНДУКТИВНОСТИ КАТУШКИ С УЧЕТОМ
СЕРДЕЧНИКА....6
2.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА
ВИТКОВ…………………………………………..7
2.6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ДИАМЕТРА
ПРОВОДА……………9
2.7 УЧЁТ ВЛИЯНИЯ
ЭКРАНА…………………………………………………..11
2.8
РАСЧЁТ СОБСТВЕННОЙ ЕМКОСТИ
КАТУШКИ………………………..13
2.9 РАСЧЁТ
ДОБРОТНОСТИ……………………………………………………14
3 РАСЧЁТ ТКИ И ТКЧ……………………………………………………………18
4
ВЫБОР КОНДЕНСАТОРА КОНТУРА………………………………………..18
5
ВЫВОД……………………………………………………………………………21
Список
использованных источников……………………………………………..22
1 Задание
Рассчитать
катушку индуктивности колебательного
контура на резонансной частоте
.
Емкость конденсатора
.
Тип и материалы сердечников
,
и другие данные, необходимые для расчета,
приведены ниже:
МГц;
пФ;
Тип и материал сердечника: СЦР-1, Р-10; Материал экрана: латунь.
Выбрать
материал и размеры каркаса, тип намотки.
Определить число витков N,
оптимальный диаметр провода
,
собственную ёмкость
[пФ], добротность Q,
температурный коэффициент индуктивности
(ТКИ)
и температурный коэффициент частоты
(ТКЧ)
.
Выбрать тип конденсатора, класс точности,
группу стабильности.
Рисунок 1 – колебательный контур (схема электрическая)
– ёмкость контура;
– индуктивность контура;
Э – экран.
2 Расчёт
2.1 Определение индуктивности .
Рисунок 2 – электрическая эквивалентная схема замещения катушки индуктивности
активные потери в диэлектрике за счёт
поляризации;
активные потери в проводнике на высоких
частотах за счет поверхностного эффекта
и эффекта близости;
собственная емкость катушки;
индуктивность контура.
В
простейшем колебательном контуре,
состоящем только из конденсатора и
катушки индуктивности происходит
колебание энергии: энергия магнитного
поля катушки преобразуется в энергию
электрического поля конденсатора и
наоборот.
Электромагнитные колебания
происходят по гармоническому закону,
где параметры меняются так:
,
,
Энергия:
Продифференцируем
с учётом того, что
=0,
,
.
=(
=0
,
где
– собственная
частота колебательного контура.
– расчётная
формула индуктивности колебательного
контура.
(1)
Подставим численные значения в формулу (1):
2.2 Выбор материала каркаса.
Каркас,
являясь основой конструкции катушки,
в большей степени определяет её
электрические параметры, технологичность
и её стоимость. Он должен быть удобным
для намотки и крепления выводов,
обеспечивать удобное крепление,
перемещение и надежную фиксацию
сердечника (в данном случае СЦР-1
Р-10).
Материал каркаса должен вносить
малые потери, обладать малым температурным
коэффициентом линейного расширения,
нагревостойкостью, холодостойкостью,
быть прочным. Наиболее широкое применение
в РЭА нашли следующие материалы:
полистирол, фенопласты, радиофарфор,
ультрафарфор и высокочастотный
стеатитит. Целесообразней было бы
выбрать в качестве материала каркаса
– ультрафарфор. Ультрафарфор практически
не чувствителен к атмосферным
воздействиям, кроме
того, потери у ультрафарфора начинают
расти лишь при повышении температуры
сверх 100-200 С
.
Из ультрафарфора изготовляются каркасы
катушек индуктивности для коротких
волн, применяется для изоляции
высокочастотных цепей.
Электротехнические параметры ультрафарфора: 1) Температурный коэффициент линейного расширения ((4,2÷5,5)∙106) 2) Диэлектрическая проницаемость (Е = 7÷9) 3) Плотность (3,5 мГ/м3) 4) Электрическая плотность (20÷25 МВ/М) 5) Тангенс угла диэлектрических потерь (tg𝛿 = 5 ∙ 10–4)