Расчеты

1. Нахождение индуктивности L_к:

Зная частоту f₀ и емкость С₁ можно рассчитать L_к по формуле:

2. Выбор материала каркаса:

Каркас является основой конструкции катушки, в значительной степени определяет ее электрические параметры, технологичность, в конечном счете, и ее стоимость. Материал должен вносить малые потери, обладать необходимой теплостойкостью, малым коэффициентом линейного расширения. Мы имеем дело с цилиндрическим сердечником резьбовым СЦР-1, изготовленным из карбонильного железа Р-100, предельная частота работы которого 100 МГц. Для каркасов катушек с высокой стабильностью применяют радиокерамику типа В. Пусть материалом для каркаса нашей катушки будет радиофарфор.

3. Выбор размеров каркаса.

Прежде чем приступить к дальнейшему вычислению, для удобства, приведу чертеж катушки:

l_c – длина сердечника

l_k – длина намотки

D_c – диаметр сердечника

D_k – диаметр катушки

d – диаметр провода без изоляции

Рисунок 4 – Чертеж конструкции катушки

Для СЦР-1, по таблицам можно найти следующие параметры:

l_с = 1 (см), D_c = 0,6 (см)

В случае использования цилиндрических сердечников наиболее часто применяют каркасы диаметром 4..10 (мм). Для нашей катушки возьмем D_k = 1 (см), l_k = 1 (см)

4. Расчет индуктивности катушки с учетом сердечника.

Зная тип и материал сердечника можно рассчитать индуктивность катушки: где – действующая проницаемость материала сердечника, ее можно найти

- определяются по таблицам и графикам, причем и .

и

Таким образом:

L = 0.2364 (мкГн)

5. Определение числа витков.

Для определения числа витков однослойной катушки воспользуемся формулой:

Значение определяется по графику

=4,2

Тогда N =8

6. 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 I на рис. 5 (кривая I представляет собой зависимость сопротивления постоянному току 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 на 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.

Оптимальный диаметр катушки рассчитывают при помощи вспомогательного коэффициента: , z = 0.106

Затем при помощи графика для значений находим , далее получаем:

k = 4.2 0.00072

Т.к. , то .42

С учетом изоляции типа ПЭВ-1 общий диаметр провода будет не больше 0,91(мм).

7. Расчет добротности

Добротность катушки индуктивности можно найти по следующей формуле:

Q≈52/0.069=754

8. Расчет Т.К.И.

Т.К.И.=Т.К_µн+Т.К.Л.Р._кар+Т.К.Л.Р

Т.К.И.=(150+4.5+17.5)·10^-6 = 172·10^-6 град^-1

9. Выбор конденсатора контура

Т.к. Т.К.И.=172 ·10^-6 град^-1, то наиболее пригодный выбор С_k будет в случае, когда Т.К.К конденсатора будет равен -172·10^-6 град^-1. В данном случае подойдет конденсатор с группой Т.К.Е М150:

КТ – 2Е – М150 – 82 пФ ± 10% ОЖО.460.034.ГУ.

10. Т.К.Ч.

ВЫВОД.

В данной работе были получены навыки обработки данных с колебательными контурами, изучение свойств, различных характеристик, зависимости одного элемента от большинства параметров, а так же их влияние на рабочее состояние, в итоге был выбран по имеющимся параметрам окончательный вариант типа катушки индуктивности.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Волгов В.А. Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры. Изд.2-е, перераб. И доп. М., «Энергия», 1977

2. Зеленский А.В., Макарычев Ю.И. Радиокомпоненты дискретной и функциональной электроники: Учебное пособие. –Куйбышев: Куйбышевский авиационный институт, 1986.

3. Краткий справочник конструктора РЭА. /Под ред. Р. Г. Варламова. – М: Сов. Радио, 1973.

4. Сидоров И.Н. Индуктивные элементы радиоэлектронной аппаратуры. Справочник: – М.: Радио и связь, 1992.

Дата добавления: 2015-07-19