Pengiraan induktor. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Radio amatur pemula

 Komen artikel

Mana-mana konduktor yang membawa arus mencipta medan magnet di sekelilingnya. Nisbah fluks magnet medan ini kepada penjanaan arus dipanggil kearuhan. Kearuhan sekeping konduktor lurus adalah kecil dan berjumlah 1...2 µH per meter panjang, bergantung pada diameter wayar (konduktor nipis mempunyai kearuhan yang lebih tinggi). Formula memberikan hasil yang lebih tepat

di manakah panjang wayar; d ialah diameternya. Kedua-dua saiz mesti diambil dalam meter (di bawah tanda logaritma ia dibenarkan dalam mana-mana, tetapi unit yang sama), induktansi akan berada dalam mikrohenry. Untuk memudahkan pengiraan, ingat bahawa logaritma asli sebarang nombor ialah 2,3 kali logaritma perpuluhan (yang boleh didapati menggunakan jadual, peraturan slaid atau kalkulator), iaitu Inx = 2,3lgx.

Mengapa kami memberikan formula ini? Mari kita jelaskan dengan contoh.

Biarkan petunjuk unsur radio tertentu mempunyai panjang 4 cm dan diameter 0,4 mm. Mari kita hitung induktansi mereka:

2,3lg100 = 4,6 dan 0,2-0,04-3,6 = 0,03 (pusingan).

Jadi, induktansi setiap pin adalah hampir kepada 0,03 μH, dan induktansi dua pin ialah 0,06 μH. Dengan kapasitansi hanya 4,5 pF (dan kapasitans pelekap boleh lebih tinggi), induktansi sedemikian membentuk litar berayun yang ditala kepada frekuensi 300 MHz - ingat formula Thomson:

f = 1/2π√LC.

Inilah sebabnya mengapa pemasangan pada VHF tidak boleh dilakukan dengan wayar panjang dan petunjuk bahagian yang panjang tidak boleh ditinggalkan.

Untuk meningkatkan kearuhan, konduktor digulung ke dalam cincin. Fluks magnet di dalam cincin meningkat, dan kearuhan menjadi kira-kira tiga kali lebih besar:

L = 0,27πD(ln8D/d-2).

Di sini D ialah diameter cincin, dimensi adalah sama. Peningkatan selanjutnya dalam induktansi berlaku dengan peningkatan bilangan lilitan, manakala fluks magnet giliran individu bukan sahaja menambah, tetapi juga mempengaruhi semua lilitan lain. Oleh itu, kearuhan meningkat mengikut kadar kuasa dua bilangan lilitan. Jika terdapat N lilitan dalam gegelung, kearuhan yang diperoleh untuk satu pusingan mesti didarab dengan N².

Untuk gegelung silinder satu lapisan dengan panjang lebih besar daripada diameter D (Rajah 23), kearuhan dikira dengan agak tepat menggunakan formula

diperoleh dengan tegas untuk solenoid atau torus yang sangat panjang. Semua dimensi di sini adalah dalam sistem SI (meter, Henry), μ0 = 4π·10-7 H/m - pemalar magnet; S = πD2/4 - luas keratan rentas gegelung; μ ialah kebolehtelapan magnetik berkesan litar magnetik. Untuk teras magnet terbuka, ia jauh lebih rendah daripada kebolehtelapan bahan itu sendiri. Sebagai contoh, untuk rod antena magnet yang diperbuat daripada gred ferit 600NN (ketelapan magnetik 600) dan hampir tidak mencapai 150. Jika tiada litar magnetik, μ = 1.

Formula ini memberikan hasil yang sangat tepat untuk gegelung toroidal, dan sepadan dengan lilitan litar magnet cincin, diukur sepanjang garis tengahnya. Formula ini juga sesuai untuk pengubah frekuensi rendah yang dililit pada teras magnet berbentuk W (Rajah 24).

Dalam kes ini, S = ab ialah luas keratan rentas teras magnet, dan ialah panjang purata garis medan magnet, ditunjukkan dalam garis putus-putus dalam rajah. Untuk teras magnet tertutup dipasang tanpa jurang, seperti untuk cincin ferit, dan diambil sama dengan kebolehtelapan magnet bahan. Jurang kecil mengurangkan sedikit μ. Pengaruhnya boleh diambil kira dengan menambah panjang garis medan magnet dengan jumlah δμ, di mana δ ialah lebar jurang, μ ialah kebolehtelapan magnet bahan teras.

Seperti yang anda lihat, induktansi praktikalnya tidak bergantung pada diameter wayar. Untuk gegelung frekuensi rendah, diameter wayar dipilih berdasarkan ketumpatan arus yang dibenarkan, untuk konduktor kuprum 2...3 ampere untuk setiap mm2 keratan rentas konduktor. Dalam kes lain, terutamanya dengan gegelung RF, seseorang berusaha untuk mendapatkan rintangan konduktor minimum untuk meningkatkan faktor kualiti (nisbah induktif kepada reaktans aktif).

Untuk tujuan ini, nampaknya adalah perlu untuk meningkatkan diameter wayar, tetapi kemudian panjang penggulungan meningkat, yang mengurangkan kearuhan, dan dengan susunan lilitan berbilang lapisan yang rapat, kesan "sesaran ” arus dari belitan diperhatikan, yang meningkatkan rintangan. Kesannya adalah serupa dengan anjakan arus pada frekuensi tinggi dalam mana-mana konduktor, menyebabkan arus mengalir hanya dalam lapisan kulit nipis berhampiran permukaan konduktor. Ketebalan lapisan kulit berkurangan, dan rintangan wayar meningkat mengikut kadar punca kuasa dua kekerapan.

Oleh itu, untuk mendapatkan faktor induktansi dan kualiti yang diperlukan, sama sekali tidak perlu memilih wayar yang paling tebal. Sebagai contoh, jika gegelung satu lapisan (lihat Rajah 23) dililit dengan wayar tebal berpusing atau dengan wayar dua kali lebih nipis, tetapi dengan langkah yang sama dengan diameter wayar, kearuhan akan kekal sama dan faktor kualiti tidak akan berkurangan. Faktor kualiti meningkat apabila semua dimensi gegelung meningkat bersama dengan diameter wayar, terutamanya diameternya.

Untuk mendapatkan faktor kualiti maksimum dan induktansi, adalah lebih berfaedah untuk membuat gegelung pendek, tetapi diameter besar, dengan nisbah D/ kira-kira 2,5. Kearuhan gegelung tersebut lebih tepat dikira menggunakan formula empirik (dipilih secara eksperimen).

, di mana dimensi diambil dalam sentimeter, dan kearuhan diperoleh dalam mikrohenry. Menariknya, formula yang sama digunakan untuk gegelung rata lingkaran atau bakul (Gamb. 25).

Apabila D mengambil diameter purata:

D = (Dmaks + Dmin)/2

tetapi sebagai - lebar penggulungan,

= (Dmaks - Dmin)/2.

Kearuhan gegelung berbilang lapisan tanpa teras (Rajah 26) dikira dengan formula

di mana dimensi digantikan dalam sentimeter, dan kearuhan diperoleh dalam mikrohenry. Dengan penggulungan biasa yang padat, faktor kualiti tidak melebihi 30...50, penggulungan "longgar" (secara pukal, universal) memberikan nilai faktor berkualiti tinggi. Lebih baik lagi ialah penggulungan "selular", kini hampir dilupakan. Pada frekuensi sehingga 10 MHz, faktor kualiti meningkat apabila menggunakan wayar Litz - wayar yang dipintal daripada banyak helai bertebat nipis. Kawat litz mempunyai jumlah permukaan wayar yang lebih besar, yang melaluinya arus sebenarnya mengalir disebabkan oleh kesan kulit, dan oleh itu mempunyai rintangan yang kurang pada frekuensi tinggi.

Perapi magnetodielektrik meningkatkan kearuhan sehingga 2-3 kali, bergantung pada saiz perapi. Peningkatan yang lebih besar dalam induktansi disediakan oleh litar magnet tertutup atau separa tertutup, sebagai contoh, litar berbentuk periuk. Dalam kes ini, lebih baik menggunakan formula yang ketat untuk solenoid atau torus (lihat di atas). Faktor kualiti gegelung pada litar magnet tertutup tidak ditentukan oleh wayar tetapi oleh kerugian dalam bahan teras.

Untuk menyimpulkan bab ini, kami membentangkan beberapa formula berguna untuk mengira rintangan aktif wayar. Rintangan linear (setiap meter panjang) wayar kuprum pada arus terus dan frekuensi rendah (Ohm/m) boleh didapati dengan mudah menggunakan formula

FL = 0,0223/d2,

di mana d ialah diameter wayar, mm. Ketebalan kulit untuk kuprum (mm) adalah lebih kurang 1/15√f (MHz). Sila ambil perhatian: sudah pada frekuensi 1 MHz, arus menembusi wayar ke kedalaman hanya 0,07 mm! Dalam kes di mana diameter wayar lebih besar daripada ketebalan lapisan kulit, rintangan meningkat berbanding dengan rintangan pada arus terus. Rintangan linear wayar pada frekuensi tinggi dianggarkan menggunakan formula

R = √f/12d (mm).

Malangnya, formula ini tidak boleh digunakan untuk menentukan rintangan aktif gegelung, kerana disebabkan oleh kesan kedekatan lilitan, ia ternyata lebih besar.

Sudah tiba masanya untuk memberi jawapan kepada masalah pertama yang diberikan dalam bahagian sebelumnya. Masalah dari perkenalan ("Radio", 2002, No. 9, ms. 52): berapakah tempoh denyutan tunggal (berbanding dengan tempoh) pada output elemen logik (Rajah 2), jika ia bertukar pada voltan 2 V, dan isyarat sinusoidal dengan amplitud 4 V?

Lebih mudah dan lebih visual untuk menyelesaikan masalah ini secara grafik - anda perlu melukis sinusoid dengan amplitud 4 V setepat mungkin dan lukis garis lurus mendatar pada tahap ambang pensuisan unsur, iaitu 2 V (Rajah 27).

Elemen akan bertukar pada masa yang sepadan dengan titik persilangan gelombang sinus dengan garisan ini. Tempoh denyutan yang terhasil (diserlahkan oleh garis tebal) kini boleh diukur dengan pembaris - ia akan menjadi 1/3 daripada tempoh.

Pada paksi mendatar graf adalah dinasihatkan untuk memplot bukan masa, tetapi fasa ayunan φ. Tempoh penuh ialah 360°, dan momen pensuisan didapati daripada persamaan 4sinφ = 2 atau sinφ =1/2 (ia menyamakan nilai voltan serta-merta dengan ambang pensuisan). Penyelesaian kepada persamaan: φ = 30°, 150°, dsb. Perbezaan fasa antara momen pensuisan ialah 150 - 30 = 120°, tempoh nadi berhubung dengan tempoh itu ialah 120/360 = 1/3. Oleh itu, masalah itu boleh diselesaikan secara algebra, tetapi mudah untuk dikelirukan dalam penyelesaian berbilang nilai bagi persamaan untuk φ, jadi melukis graf ternyata sangat berguna. Walaupun anda tidak cuba melukis graf dengan teliti, anda akan mendapat anggaran anggaran daripadanya, dan daripada menyelesaikan persamaan algebra anda akan mendapat keputusan yang tepat.

Sekarang masalah kedua dicadangkan pada penghujung bahagian pertama: Pengukuran bateri menunjukkan emf 12 V dan arus litar pintas 0,4 A. Mentol lampu manakah yang perlu saya ambil untuk menjadikan cahaya seterang mungkin? Tentukan rintangan dalaman bateri:

r \u3d E / lK12 \u0,4d 30 / XNUMX \uXNUMXd XNUMX Ohm.

Agar cahaya menjadi terang yang mungkin, kuasa maksimum mesti dilepaskan pada mentol tanglung (bukan voltan atau arus, tetapi kuasa, yang kemudiannya ditukar kepada haba: Q = P·t). Ini berlaku apabila rintangan beban adalah sama dengan rintangan dalaman sumber: R = r. Daripada semua mentol lampu yang disenaraikan, hanya satu yang memenuhi syarat ini - kita dapati rintangannya mengikut hukum Ohm: 6 V / 0,2 A = 30 Ohm . Dia akan menjadi yang paling terang. Perhatikan juga bahawa voltan 6 V akan dilepaskan merentasinya dan arus 0,2 A akan mengalir, iaitu lampu akan menyala dalam mod yang disyorkan untuknya.

Pengarang: V.Polyakov, Moscow

Lihat artikel lain bahagian Radio amatur pemula.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan 15.04.2024

Dalam dunia teknologi moden di mana jarak menjadi semakin biasa, mengekalkan hubungan dan rasa dekat adalah penting. Perkembangan terkini dalam kulit tiruan oleh saintis Jerman dari Universiti Saarland mewakili era baharu dalam interaksi maya. Penyelidik Jerman dari Universiti Saarland telah membangunkan filem ultra nipis yang boleh menghantar sensasi sentuhan dari jauh. Teknologi canggih ini menyediakan peluang baharu untuk komunikasi maya, terutamanya bagi mereka yang mendapati diri mereka jauh daripada orang tersayang. Filem ultra-nipis yang dibangunkan oleh penyelidik, hanya 50 mikrometer tebal, boleh disepadukan ke dalam tekstil dan dipakai seperti kulit kedua. Filem ini bertindak sebagai penderia yang mengenali isyarat sentuhan daripada ibu atau ayah, dan sebagai penggerak yang menghantar pergerakan ini kepada bayi. Ibu bapa yang menyentuh fabrik mengaktifkan penderia yang bertindak balas terhadap tekanan dan mengubah bentuk filem ultra-nipis. ini ...>>

Petgugu Global kotoran kucing 15.04.2024

Menjaga haiwan peliharaan selalunya boleh menjadi satu cabaran, terutamanya dalam hal menjaga kebersihan rumah anda. Penyelesaian menarik baharu daripada pemula Global Petgugu telah dipersembahkan, yang akan menjadikan kehidupan lebih mudah bagi pemilik kucing dan membantu mereka memastikan rumah mereka bersih dan kemas dengan sempurna. Startup Petgugu Global telah melancarkan tandas kucing unik yang boleh menyiram najis secara automatik, memastikan rumah anda bersih dan segar. Peranti inovatif ini dilengkapi dengan pelbagai sensor pintar yang memantau aktiviti tandas haiwan kesayangan anda dan diaktifkan untuk membersihkan secara automatik selepas digunakan. Peranti ini bersambung ke sistem pembetung dan memastikan penyingkiran sisa yang cekap tanpa memerlukan campur tangan daripada pemilik. Selain itu, tandas mempunyai kapasiti storan boleh siram yang besar, menjadikannya sesuai untuk isi rumah berbilang kucing. Mangkuk sampah kucing Petgugu direka bentuk untuk digunakan dengan sampah larut air dan menawarkan pelbagai jenis tambahan ...>>

Daya tarikan lelaki penyayang 14.04.2024

Stereotaip bahawa wanita lebih suka "budak jahat" telah lama tersebar luas. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini yang dijalankan oleh saintis British dari Universiti Monash menawarkan perspektif baru mengenai isu ini. Mereka melihat bagaimana wanita bertindak balas terhadap tanggungjawab emosi lelaki dan kesanggupan untuk membantu orang lain. Penemuan kajian itu boleh mengubah pemahaman kita tentang perkara yang menjadikan lelaki menarik kepada wanita. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Monash membawa kepada penemuan baharu tentang daya tarikan lelaki kepada wanita. Dalam eksperimen itu, wanita ditunjukkan gambar lelaki dengan cerita ringkas tentang tingkah laku mereka dalam pelbagai situasi, termasuk reaksi mereka terhadap pertemuan dengan gelandangan. Sebahagian daripada lelaki itu tidak mengendahkan gelandangan itu, manakala yang lain membantunya, seperti membelikan dia makanan. Kajian mendapati lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan lebih menarik perhatian wanita berbanding lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib Tandatangan elektronik DNA 18.10.2016 Peranti telah dicipta yang boleh menyusun molekul DNA tunggal bergantung pada strukturnya. Manipulasi tradisional dengan DNA berlaku dalam medium cecair: menyalin molekul, memisahkan campuran molekul sepanjang panjang menggunakan elektroforesis, penjujukan. Kemudian datang apa yang dipanggil "kaedah generasi baru", mereka membenarkan anda bekerja dengan molekul tunggal, dan tidak perlu lagi menyediakan penyelesaian. Melepasi membran pengalir elektrik nanoporous, molekul DNA menjana turun naik arus elektrik. Ia dipanggil "squiggles", yang boleh diterjemahkan sebagai "contengan" - garis yang kelihatan rawak pada graf perubahan semasa dari semasa ke semasa. Walau bagaimanapun, mereka tidak rawak: setiap jujukan nukleotida mempunyai coretan sendiri. Sehingga baru-baru ini, fenomena ini adalah sejenis eksotik, subjek perbincangan ahli teori, tetapi kini pakar syarikat "Oxford Nanopore Technologies" telah menjelmakannya dalam peranti mudah alih sebenar untuk penjujukan "kering" yang dipanggil Minion. Perisian untuk membaca urutan telah pun dibuat, dan peranti itu sendiri terbang ke ISS, di mana ia diuji untuk prestasinya dalam keadaan mikrograviti. Penyelidik dari Universiti Nottingham, diketuai oleh Dr. Matthew Luz, telah mencipta perpustakaan tandatangan yang mengandungi banyak bahagian DNA yang menarik untuk penyelidik - ini membolehkan anda mengenali molekul lebih cepat daripada ia melalui liang. Dengan berunding dengan perpustakaan, molekul DNA boleh diisih, ditolak, penjujukan boleh dihentikan selepas jujukan nukleotida yang dikehendaki ditemui - sebagai contoh, kehadiran mikrob patogen dalam sampel disahkan. Dr Luz berharap kaedah itu akan menemui pelbagai aplikasi, termasuk digunakan untuk membaca dengan tepat bahagian genom manusia yang menarik minat doktor atau saintis.

Berita menarik lain:

▪ Botol kertas

▪ Silicon Power mengeluarkan kad microSDHC Kelas 32 6GB

▪ Lemak dibakar pada waktu petang

▪ Bakteria untuk menukar gula menjadi minyak sintetik

▪ Jurulatih Yoga Maya Panasonic

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian laman web Teka-teki untuk orang dewasa dan kanak-kanak. Pemilihan artikel

▪ pasal Sejuta azab. Ungkapan popular

▪ artikel Bagaimana Akademi Tekstil Moscow muncul? Jawapan terperinci

▪ artikel Operator mesin automatik pada mesin simpulan dan penggulungan serta alatan mesin, seorang pekerja pemasangan mekanikal yang terlibat dalam penggulungan penggulungan dan menjahit spring dua kon ke dalam set. Arahan standard mengenai perlindungan buruh

▪ artikel Lampu pendarfluor untuk pencahayaan akuarium. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Kemunculan dan kehilangan akuarium dengan ikan hidup. Fokus rahsia

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web

www.diagram.com.ua
2000-2024