Варианты заданий для самостоятельного решения
Условие задачи:Определить эффективность экранирования электромагнитного поля излучения, даваемую металлической фольгой толщиной d = 0,1 мм на частоте f . Эквивалентная глубина проникновения вихревых токов δ, волновое сопротивление воздуха ZС возд = 377 Ом, магнитная постоянная µ0 = 1,256 ∙ 10-6 Гн/м, удельная проводимость материала фольги σ, относительная магнитная проницаемость материала фольги µr .
Примечание. 1. Для расчетов использовать недостающие значения, приведенные в Таблице 3.3, согласно номера выданного варианта.
Таблица 3.3
|
|
Номер варианта |
Материал экрана |
Удельная проводимость, σ, См/м |
μr |
f, МГц |
δ, мм | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
1 |
Сталь |
7 690 000 |
200,0 |
0,06 |
0,075 | ||||||
|
|
2 |
Сталь |
7 690 000 |
200,0 |
0,20 |
0,042 | ||||||
|
|
3 |
Сталь |
7 690 000 |
200,0 |
0,50 |
0,025 | ||||||
|
|
4 |
Сталь |
7 690 000 |
200,0 |
1,00 |
0,019 | ||||||
|
|
5 |
Сталь |
7 690 000 |
200,0 |
10,00 |
0,005 | ||||||
|
|
6 |
Медь |
58 100 000 |
0,99 |
0,06 |
0,272 | ||||||
|
|
7 |
Медь |
58 100 000 |
0,99 |
0,20 |
0,149 | ||||||
|
|
8 |
Медь |
58 100 000 |
0,99 |
0,50 |
0,094 | ||||||
|
|
9 |
Медь |
58 100 000 |
0,99 |
1,00 |
0,067 | ||||||
|
|
10 |
Медь |
58 100 000 |
0,99 |
10,00 |
0,021 | ||||||
|
|
11 |
Латунь |
12 500 000 |
1,0 |
0,05 |
0,815 | ||||||
|
|
12 |
Латунь |
12 500 000 |
1,0 |
0,10 |
0,390 | ||||||
|
|
13 |
Латунь |
12 500 000 |
1,0 |
0,50 |
0,255 | ||||||
|
|
14 |
Латунь |
12 500 000 |
1,0 |
1,00 |
0,124 | ||||||
|
|
15 |
Латунь |
12 500 000 |
1,0 |
10,00 |
0,039 | ||||||
|
|
16 |
Алюминий |
37 000 000 |
1,0 |
0,06 |
0,353 | ||||||
|
|
17 |
Алюминий |
37 000 000 |
1,0 |
0,20 |
0,198 | ||||||
|
|
18 |
Алюминий |
37 000 000 |
1,0 |
0,50 |
0,122 | ||||||
|
|
19 |
Алюминий |
37 000 000 |
1,0 |
1,00 |
0,086 | ||||||
|
|
20 |
Алюминий |
37 000 000 |
1,0 |
10,00 |
0,027 | ||||||
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||
4 Расчет конструктивных элементов электронных
средств
Задача 4.1
Определить минимально допустимую ширину печатного проводника t, падение напряжения ∆U, мощность потерь Pп двух параллельных печатных проводников 1 и 2 (см. Рис. 4.1).
Исходные данные: напряжение питания U =12,6 В; максимальный ток, проходящий через проводник Imax= 0,7 А; размер платы: l1 = 75 мм, l2 = 45 мм; материал платы – СФ-2-35; метод изготовления – комбинированный позитивный (способ получения рисунка – фотохимический; фоторезист сухой пленочный; резистивное покрытие – олово-свинец); hп м= 0,0065 мм; а = 0,035 мм; hг = 0,055 мм; длина двух параллельных рядом расположенных печатных проводников 1 и 2 – l = 0,03 м; ρ = 0,02 Оммм2/м; jдоп = 30 A/ мм2; tgδ = 0,002; C = 910-3 ES/h – емкость печатной платы (ПП) в пФ (E = 6,0; площадь печатной платы S = 3300 мм2; h =1,5 мм; f = 1 МГц); для 2-го класса ПП по ГОСТ 23751-86 – tзад. = 0,2 мм; (при расчете мощности потерь: f [МГц], С [мкФ], U [B] ).
Решение
Рисунок 4.1 –Печатная плата с ИМС и ЭРЭ
1, 2 – печатные проводники
Минимально допустимую толщину печатного проводника tn (см. Рис. 4.2) определим по формуле
tn = a + hn м + h г = 0,035 + 0,0065 + 0,055 = 0,0965 мм,
где а – толщина фольги,
hп м – толщина предварительно осажденной меди,
hг – толщина наращенной гальванической меди.
Минимально допустимую ширину печатного проводника t определяют по формуле
где jдоп – допустимая плотность тока.
Так как t > tзад = 0,24 > 0,2, то данное значение t приемлемо для данного
класса платы.
Падение напряжения ∆U определяется как
По условию емкость печатной платы С:
C = 9 10-3 E S/h = 9 10-3 6 3300/1,5 = 118,8 пФ.
Мощность потерь Pп определяем по формуле
Pп = 2 π f C U2 tgδ,
где f – частота питающего напряжения схемы.
Тогда мощность потерь Pп :
Pп = 2 3,14 1 118,8 10-6 12,62 0,002 = 2,37 10-4 Вт.
Ответ: t = 0,24 мм, ∆U = 0,018 В, Pп = 2,37 10-4 Вт.