5. Содержание практической части отчета

1. Функциональная схема лабораторного исследования. Приборы, их основные параметры и погрешности измерений. Конструктивные и электрические параметры исследуемых катушек.

2. Результаты аналитических расчетов параметров использо­ванных катушек индуктивности.

3. Результаты экспериментальных исследований параметров и характеристик катушек индуктивности.

4. Выводы с анализом результатов.

5. Контрольные вопросы

1. Параметры катушек индуктивности.

2. Каркасы и обмотки катушек индуктивности.

3. Расчет индуктивности катушек с однослойной обмоткой.

4. Расчет индуктивности катушек с многослойной обмоткой.

5. Расчет числа витков катушек индуктивности.

6. Сердечники катушек индуктивности: типы, материалы, технология изготовления.

7. Влияние сердечника на параметры катушек индуктивности.

8. Влияние экрана на параметры катушек индуктивности.

9. Особенности конструирования высокодобротных катушек.

10. Особенности конструирования высокостабильных катушек.

11. Зависимость параметров катушек от частоты.

7. Литература

1. Рычина Т.А., Зеленский А.В. Устройства функциональной электроники и электрорадиоэлементы: Учебник для вузов. - М.: Ра­дио и связь, 1989.

2. Свитенко В.И. Электрорадиоэлементы. - М.: Высш. школа, 1987.

3. Белевцев А.Т. Технология радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Энергия, 1977,

4. Барнс Дж. Электронное конструирование: Методы борьбы с помехами. - М.: Мир, 1990.

8. Немцов М.В. Справочник по расчету параметров катушек индуктивности, - М.: Энергия, 1989.

Приложение 1

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ НА ОБРАЗЦЫ КАТУШЕК ИНДУКТИВНОСТИ

Образец	N" 1.1(1)	N" 1.2(2)	N" 2.1(3)	N" 2.2(4)
Обмотка	Сплошная	Сплошная	С шагом	С шагом
Сердечник	Нет	Стержневой	Нет	Нет
Экран	Нет	Нет	Нет	Алюмин.
Число витков	24	24	7	7
Диаметр, см	0,5	0,5	0,6	0,6
Длина, см	0,8	0.8	-	-
Шаг намотки, мм	-	-	1	1
Диам, провода, мм	0,3	0.3	0,4	0,4
Частота
измерения, МГц	9,11,14	9,11,14	18,22,26,30,34	18,22,26,30,34

ПОРЯДОК ПОДГОТОВКИ Q-МЕТРА ВМ56О К РАБОТЕ И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

1. Подготовка к работе

1.1. Поставить ручки управления в исходное положение;

- переключатель рода измерений "Q - ΔQ" в положение Q,

- установить переключатель "ЧАСТОТА" на требуемый поддиапазон;

- установить ручкой "ЧАСТОТА" требуемую частоту;

- переключатель рода измерений "Q - ΔQ" в положение Q;

2. Порядок измерения параметров катушек индуктивности

2.1. Подключить катушку индуктивности к клеммам измерителя.

2.2. Произвести калибровку измерителя добротности :

- нажать кнопку "КАЛИБРОВКА "Q ";

- установить ручкой "КАЛИБРОВКА "Q " стрелку измерительного прибора под знаком ;

- отпустить кнопку "КАЛИБРОВКА "Q ".

2.3. Переключатель "ПРЕДЕЛЫ Q" установить в опти­мальное положение.

- настроить контур в резонанс. Точная настройка производится ручкой "ЕМКОСТЬ пф".

- отсчитать значения добротности Q катушки и емкости С измери­тельного конденсатора по соответствующим шкалам прибора.

2.4. Повторить для других частот. Для упорядочения измерений и расчетов рекомендуется использовать таблицу:

f, МГц	Q	C, пФ	Со,пФ	L, мкГ	R, Ом

где С - емкость измерительного конденсатора, R - сопротив­ление потерь. Указанные в заголовке таблицы размерности ве­личин должны применяться также в последующих формулах.

2.5. Рассчитать значение собственной емкости катушки по формуле:

,

где - значения частот из таблицы, - соответствующие им значения емкости измерительного конден­сатора.

2.6. Рассчитать значения индуктивности катушки на исполь­зованных частотах, применяя формулу:

,

2.6. Рассчитать сопротивление потерь на всех частотах:

Приложение 2

Индуктивность L в цепи переменного тока действует аналогич­но сопротивлению, включенному в цепь, т. е. уменьшает силу пе­ременного тока. Индуктивное сопротивление определяется по фор­муле

.

Это сопротивление обусловлено возникающей в катушке э.д.с. самоиндукции. Переменный ток в приборе, обладающем только ин­дуктивным сопротивлением, отстает на 90° по фазе от напряжения, которое приложено к прибору.

Емкость в цепи переменного тока пропускает ток (в отличие от постоянного тока!). Сопротивление, которое оказывает емкость переменному току, называют емкостным. Емкостное сопротивление

.

Ток в конденсаторе опережает напряжение на 90°.

При последовательном соединении активного сопротивления, индуктивности, емкости и источника переменного напряжения (рис. 65, а) полное сопротивление (импеданс) контура

.

Цепь, состоящая из индуктивности, емкости и сопротивления, ко­торые соединены последовательно с источником переменного на­пряжения, как показано на рис. 65, а, называется последовательным резонансным контуром.

В последовательном резонансном контуре амплитуда силы тока

;

разность фаз между током и внешним напряжением определяется из соотношения

или ,

где (Q и — добротность и резонансная частота контура, l_р — амп­литуда силы тока при резонансе (см. ниже), и — амплитуда и частота внешнего напряжения.

Если в последовательном резонансном контуре , то , импеданс 2 имеет наименьшее значение, равное r, а амплитуда силы тока достигает максимального значения l_р (при постоянном значении амплитуды внешнего напряжения U_о). Это яв­ление называется последовательным электрическим резонансом (или резонансом напряжений).

Рис. 65. последовательный (а) и параллельный(б)резонансные контуры.

При резонансе напряжений амплитуды напряжений на индуктивности и конденсаторе равны, но мгновен­ные значения этих напряжений ( и ) противоположны по фазам.

Величина, равная отношению амплитуды напряжения Uс на конденсаторе при резонансе к амплитуде внешнего переменного напряжения, называется добротностью Q контура. При условии, что ; - резонансная частота, опре­деляемая условием .

При резонансе (если Q>1) амплитуды напряжений на конден­саторе и индуктивности значительно больше амплитуды внешнего напряжения, потому что .

Емкость С, индуктивность L и активное сопротивление r мож­но подключить параллельно к источнику переменного напряжения (рис. 65, б). Включенный таким образом контур LCr называется па­раллельным резонансным контуром. Полное сопротивление парал­лельного резонансного контура, показанного на рис.65, б, определяется из соотношения

,

а разность фаз между напряжением и и током I в общей цепи — из соотношения

.

Разность фаз φ=0, если , это явление называется парал­лельным электрическим резонансом (или резонансом токов). При па­раллельном резонансе полное сопротивление Z имеет максимальное значение , амплитуда силы тока I в общей цепи имеет наименьшее значение , амплитуды сил токов и в конденсаторе и индук­тивности равны, но мгновенные значения токов и противополож­ны по фазе. Добротность параллельного резонансного контура ; если Q>1, то при резонансе амплитуды сил токов в ветвях L и С больше амплитуды полного тока .Зависимость отно­шения от в идеальном параллельном контуре (рис. 65, 6) такая же, как и зависимость в последовательном резонансном контуре (см. рис. 72); - резонансная частота, определяемая из условия .

При точных расчетах параллельного контура необходимо учи­тывать в цепях L и С активные сопротивления. Зависимость отноше­ния от при наличии активных потерь в индуктивности и емкости приводится па графиках рис. 71.

В проводнике, по которому проходит переменный ток, наводятся индукционные токи, вследствие чего плотность тока у поверхности проводника становится больше, чем в середине; изменение плотности тока увеличивается с увеличением частоты. На высоких частотах плотность тока вблизи оси проводника может быть практически равна нулю. Это явление называется поверхностным эффектом, (или скин-эффектом).

50