Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»

Кафедра электронной техники и технологии

Отчет

по лабораторной работе №3

«Исследование катушек индуктивности»

Подготовил: Проверил:

Студент гр. 010902 Терех А.С.

Минск 2012

1 Цель работы:

1. Изучить принципы конструирования катушек индуктивности.

2. Освоить практические методики расчета параметров и про­ектирования катушек индуктивности.

3. Приобрести навыки экспериментального исследований пара­метров катушек индуктивности.

2 Краткие теоретические сведения:

Катушки индуктивности - электрорадиоэлементы, работа кото­рых основана на аффекте самоиндукции, т. е. на взаимодействии электрического тока проводника и магнитного поля, создаваемого этим током. Для увеличения степени взаимодействия (потокосцепления) проводник выполняют в виде витка (контура) или совокупности витков. Ток, протекающий по замкнутому контуру, создает магнит­ный поток, пронизывающий данный контур. Собственная индуктив­ность замкнутого витка определяется как отношение , где - потокосцепление, - ток витка.

Катушки индуктивности применяются в РЭА в широком смысле для перераспределения токов различной частоты в электрических цепях. В частности, они используются в фильтрах, колебательных контурах, генераторах, интеграторах, в качестве дросселей ВЧ и в других устройствах. Основными параметрами ВЧ катушек индуктивности являются:

- ин­дуктивность

-допустимое предельное отклонение индуктивности

-собственная емкость

-добротность

-стабильность и надежность.

Индуктивность ВЧ катушек индуктивности может быть от нес­кольких наногенри до нескольких десятков миллигенри, в зависи­мости от их функционального назначения. Допустимое относительное отклонение индуктивности катушек может быть различным - от 0,1..0,5 % для катушек высокодобротных сопряженных контуров до 20 % и более для катушек дросселей и других элементов с низкими требованиями по точности.

Добротность характеризует суммарную величину потерь (в об­ратно - пропорциональной зависимости) энергии электрического тока и электромагнитного поля в элементах конструкции катушки (про­водах обмотки, диэлектрике каркаса, сердечнике и др.). Доброт­ность катушки индуктивности определяется отношением где - круговая частота, - эквивалентное сопротивление по­терь. Добротность большинства катушек индуктивности широкого применения находится в диапазоне 30.. 400.

Рисунок 1. Эквивалентная схема (а) и зависимость импеданса реальных катушек индуктивности:

-критическое сопротивление катушки;

- собственная резонансная частота

3 Приборы и оборудование, применяемые в работе:

- измеритель добротности (Q-метр);

- на­бор образцов исследуемых катушек индуктивности.

4 Результаты аналитических расчетов параметров использо­ванных катушек индуктивности:

Индуктивность катушки №1

=6,8 0,5 =1,96мкГн

Индуктивность катушки №3

=0,1(7-1)=0,6 см

=0,4/1=0,4, А= -0,4

N=7, B=0,25

=6,8 0,6 =0,199мкГн

=0,199-2 3,14 7 (0,25-0,4) =0,206мкГн

∆ L ₁ = 1,96-1,78=0,18мкГн, δ L ₁=0,18/1,96=0,0918

∆ L ₃ = 0,206-0,22=-0,014мкГн, δ L ₃=0,014/0,206=0,068

=3,74/1,78=2,1

=83/78=1,06

=84/92=0,91

5 Результаты экспериментальных исследований параметров и характеристик катушек индуктивности.

Образец	f, МГц	Q	C1, пФ	C0,пФ	L1, мкГн	R1, Ом
			174,3	2,21	1,78	1,32
			70,5	2,21	1,78	1,7
			81,9	1,98	3,74	2,58
			32,8	1,98	3,74	3,83
			346,3	3,14	0,22	0,28
			96,5	3,14	0,22	0,36
			404,6	3,89	0,19	0,49
			110,6	3,89	0,19	0,67

Таблица 1.

Рисунок 2. Частотная зависимость добротности для 4-х образцов.

Рисунок 3. Частотная зависимость сопротивлений для 4-х образцов.

Рисунок 4. Частотная зависимость индуктивности для 4-х образцов.

Вывод:

В ходе выполнения лабораторной работы мы произвели измерения параметров катушек индуктивности с различными свойствами. Параметры катушек, полученные экспериментальным путем, практически совпали с рассчитанными. Расхождения показаний обусловлены погрешностью оборудования и методической погрешностью. Наличие экрана приводит к изменению основных свойств катушек индуктивности (↓L, ↑R, ↑C_0, ↓Q). Наличие сердечника позволяет увеличить индуктивность катушки, на добротность катушки сердечник практически не влияет.

Дата добавления: 2015-08-17