Лабораторные работы / лаба 5

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра ЭПУ

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №5

по дисциплине «Компоненты электронной техники»

Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ

Студенты гр.		Тихомирова А.С.
		Мирошникова Д.М.
Преподаватель		Грязнов А.Ю.

Санкт-Петербург

2026

Цель работы – ознакомление с основными параметрами катушек индуктивности и методами их измерений.

Формула резонансной частоты колебательного контура:

1. Расчет теоретического и практического значений индуктивности исследуемой катушки.

Рассчитаем практическую и теоретическую индуктивность катушки для N=20.

Теоретическую посчитаем по формуле:

Практическую посчитаем по формуле через период:

Рассчитаем теоретическую и практическую индуктивность катушки.

Таблица 1

Число витков катушки	8	10	12	14	16	18	20
Период, Т, мкс	16	20	24	30	36	44	40
Теор. зн. инд., мкГн	139,2	217,5	313,2	426,3	556,8	704,7	870,0
Практ. зн. инд., мкГн	95,4	149,0	214,6	335,3	482,9	721,3	596,1

Практ. зн. инд., Гн, Теор. зн. инд., Гн

Рис.1

2. Расчет добротности колебательного контура.

Исследование добротности контура

Таблица 2

Номер периода	Амплитуда U, В	ln(Uₙ/Uₙ₊₁)	τ, мкс	Q (по паре)
0 → 1	3,5 → 2,0	0,5596	71,5	5,61
1 → 2	2,0 → 1,2	0,5108	78,3	6,15
2 → 3	1,2 → 0,5	0,8755	45,7	3,59
Среднее	—	0,6486	65,2	5,12

Вычислим для трех интервалов:

Для интервала U0→U1:

Для интервала U1→U2:

Для интервала U2→U3:

Среднее значение:

Расчет добротности Q по формуле:

Для каждого интервала:

По среднему τ:

3. Исследование зависимости резонансной частоты контура для двух катушек

Таблица 3

Катушка	EC24-240R (47 мкГн)	B82141A (100 мкГн)	EC24-240R параллельно B82141A (31,97 мкГн)	EC24-240R последовательно B82141A (147 мкГн)
Период, Т, мкс	10	18	9	20
Эксп. частота, кГц	100	55,6	111,1	50
Теор. частота, кГц	89	61	108	50,3

Эксп. частота, кГц, Теор. частота, кГц

Рис 2.

Выводы:

В ходе выполнения лабораторной работы были экспериментально и теоретически исследованы основные параметры колебательного контура и индуктивных элементов.

Установлено, что индуктивность катушки с ферритовым сердечником возрастает с увеличением числа витков, однако экспериментальные значения систематически ниже теоретических, рассчитанных по формуле для длинного соленоида, что объясняется неполным замыканием магнитного потока и погрешностью измерения периода колебаний.

Добротность контура, определённая по затуханию амплитуды свободных колебаний, составила в среднем около 5,1, что указывает на заметные потери энергии в катушке и соединительных проводах.

Анализ частоты колебательного контура для одиночных катушек, а также при их параллельном и последовательном соединении подтвердил справедливость формулы Томсона и правил сложения индуктивностей: расхождение между теорией и экспериментом в большинстве случаев не превысило 10–12 %, а для последовательного соединения составило менее 1 %. Таким образом, полученные результаты хорошо согласуются с теорией в пределах погрешности измерений, а выявленные расхождения позволяют оценить влияние реальных факторов, таких как допуски компонентов, паразитные ёмкости и активное сопротивление катушек.