е (12)
влас ємність в пФ;
коефіцієнт, величина якого залежить від співвідношення між кроком намотки та діаметром дроту, його значення дані на малюнку 8, а.
коефіцієнт, який залежить від співвідношення між довжиною і діаметром котушки, його значення рівні на малюнку 8, б.
Малюнок 8 - графіки значень коефіцієнтів k і для розрахунку власної ємності одношарових котушок індуктивності
Дивлячись на графіки, запишемо значення цих коефіцієнтів:,.
Підставимо чисельні значення у формулу (9):
-власний ємність котушки індуктивності.
. 9 РОЗРАХУНОК ДОБРОТНОСТІ
У котушках індуктивності крім основного ефекту взаємодії струму і магнітного поля спостерігаються паразитні ефекти, внаслідок яких опір котушки не є чисто реактивним і рівним. Наявність паразитних ефектів веде до появи втрат в котушці, оцінюваних опором втрат, яке визначає добротність котушки індуктивності:
опір току високої частоти;
втрати, що вносяться сердечником;
втрати, що вносяться екраном;
втрати в діелектрику.
Втрати складаються з втрат в проводах, діелектрику, сердечнику і екрані.
Втрати в проводах викликані трьома причинами.
По-перше, проведення обмотки володіють омічним опором:
;
;
.
По-друге, опір дроту обмотки змінному струму зростає з ростом частоти, що обумовлено поверхневим ефектом, суть якого полягає в тому, що струм протікає не по всьому перетину провідника, а по кільцевої частини поперечного перерізу. (Малюнок 9)
Малюнок 9 - поверхневий ефект
По-третє, в проводах обмотки, свитою в спіраль, виявляється ефект близькості, суть якого полягає у витісненні струму під впливом вихрових струмів і магнітного поля периферії дроти, прилеглої до каркаса, в результаті чого розтин, по якому тече струм, приймає серповидний характер, що призводить до додаткового зростання опору дроти. (малюнок 10)
Малюнок 10 - ефект близькості
Вище був обчислений оптимальний діаметр проводу при якому опір току високої частоти виявляється мінімальним. Для одношарових котушок лежить в межах від 0.2 мм до 0.6 мм, для багатошарових від 0.08 мм до 0.2 мм.
Зробимо розрахунок опору току високої частоти за емпіричними формулами. Розрахуємо допоміжний коефіцієнт:
, де
частота, Гц; діаметр проводу, див.
Для котушок, що працюють на частотах не вище 10МГц (у нашому випадку частота дорівнює 4.7 МГц), опір, обчислюється за формулою:
(15)
де d - діаметр проводу без ізоляції в см; N - число витків котушки;
k - допоміжний коефіцієнт. (z), G (z) - коефіцієнти враховують вплив поверхневого ефекту і ефекту близькості. Їх значення визначаються за допомогою допоміжного?? араметра:
Коефіцієнти F (z) і G (z) визначимо по таблиці розташованої нижче: F (z)=2.254, G (z)=0.8609.
Тоді
zF (z) G (z) 5.72.2540.8609
Діелектричні втрати виникають в поле власної ємності котушки через діелектрик і залежать від величини цієї ємності, від якості матеріалу каркасу та від частоти. А також від тангенса діелектричних втрат. Втрати в діелектрику обумовлені тим, що між сусідніми витками котушки існує ємність, що має дві складових - ємність через повітря З ів і ємність через діелектрик З од.
Малюнок 11 - малюнок втрат в діелектрику котушки індуктивності
Діелектричні втрати можна визначити за такою формулою:
Де,
Підставимо чисельні значення у формулу (12):
Втрати, що вносяться сердечником котушки індуктивності:
Втрати, що вносяться сердечником, можуть бути знайдені за наступною формулою:
Нехай котушка індуктивності знаходиться в радіоприймачі, тоді H=0;
Обчислимо добротність за формулою (13):
Стабільність котушки характеризується зміною її параметрів під впливом температури і вологості. Зміни індуктивності під впливом температури характеризу...
