Инфо-baza
156 0

Магнитное поле бесконечно длинного соленоида

Всем доброго времени суток. Сегодняшняя статья является продолжением предыдущей. Здесь продолжим рассматривать расчёт индуктивностей индуктивных элементов без сердечников. В прошлой статье я рассказал, как рассчитать индуктивность прямого провода и провода свёрнутого в кольцо (виток), в данной статье будем рассчитывать индуктивность круговых катушек, то есть поперечный профиль, которых представляет собой окружности.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Особенности расчёта катушек индуктивности

Кроме конструктивных параметров, на индуктивность влияет также параметры обмоточного провода (диаметр, толщина изоляции, шаг намотки), хотя в большинстве случаев влияние их незначительно, но в некоторых случаях, например, при большом шаге намотки их следует учитывать. Поэтому общая индуктивность катушки можно представить следующим выражением

где LР – расчётная индуктивность;

∆L – поправка на «изоляцию», ∆L = ∆1L + ∆2L;

Читайте также: Аккумуляторы 18650: характеристики, выбор, как и чем заряжать

∆1L – поправка учитывающая влияние индуктивности витков;

∆2L – поправка учитывающая влияние взаимной индуктивности витков.

В большинстве случаев, например, при плотной намотке «виток к витку» поправка ∆L составляет несколько процентов от расчётной индуктивности LР, поэтому если нет необходимости в точном значении общей индуктивности L, поправку на изоляцию ∆L можно не учитывать.

Особенности расчёта круговых катушек индуктивности состоят в следующем:

1. При определении расчётной индуктивности LP, средний диаметр принимается равным среднему диаметру реальной катушки;

2. Длина намотки l и толщина намотки t принимается равными шагу обмотки (p – шаг по длине катушки, q – шаг по толщине намотки) умноженному на количество слоёв ω в том или ином направлении

3. Если у катушки в каком-либо направлении (по длине намотки l или по толщине намотки t) имеется только один ряд (или слой), то в этом направлении размер l или t можно принять равным нулю, то есть расчёт ведётся как для соленоида или плоской катушки.

4. В некоторых случаях, при большом диаметре провода или шаге намотки у однослойных катушках размер l или t принимается равным диаметру голого провода d.

5. Так как величина поправки на взаимную индуктивность ∆2L в несколько раз меньше, чем поправка на индуктивность витков ∆1L, то при расчётах можно учитывать только ∆1L.

Приступим к расчётным выражениям, в начале рассчитаем простейшие круговые катушки – соленоид и плоскую катушку.

История

Магнетизм начинает свою историю ещё с Древнего Китая и Древней Греции. Открытый в Китае магнитный железняк использовался тогда в качестве стрелки компаса, указывающей на север. Есть упоминания, что китайский император использовал его во время битвы.

Однако вплоть до 1820 года магнетизм рассматривался лишь как явление. Всё его практическое применение было заключено в указании стрелки компаса на север. Однако в 1820 году Эрстед провёл свой опыт с магнитной стрелкой, показывающий влияние электрического поля на магнит. Этот опыт послужил толчком для некоторых учёных, взявшихся за это всерьёз, чтобы разработать теорию магнитного поля.

Затем мы сталкиваемся со следующим окном. В панели «Значения конфигурации устройства» вы можете найти различные регистры, задокументированные в таблице данных, и мы должны найти правильные значения, за исключением проб и ошибок. Это также легко, потому что именно это значение мы хотим ограничить ток в двигателе, и оно предоставляется производителем либо напрямую, либо через номинальное напряжение крутящего момента и сопротивление катушек. Текущее в установившемся режиме: здесь может использоваться меньшее значение, чем ток удержания, чтобы ограничить нагрев двигателя во время работы.

  • Номинальное напряжение питания двигателя.
  • Хорошо, это легко, потому что мы исправим это, построив нашу формулировку.

Вот где он начинает становиться жестким.Спустя всего 11 лет, в 1831 году, Фарадей открыл закон электромагнитной индукции и ввёл в обиход физиков понятие «магнитное поле». Именно этот закон послужил основой для создания катушек индуктивности, о которых сегодня и пойдёт речь.

А прежде чем приступить к рассмотрению самого устройства этих катушек, освежим в голове понятие магнитного поля.

Читайте также: Характеристики, маркировка и принцип работы стабилитрона

Сопротивление легко получить, потому что либо оно дается изготовителем, либо, как известно, используется мультиметр в омметре. Однако для двух других параметров вы всегда можете запускать, если только вы не нажмете на производителя, который документирует ваши двигатели как личность, а не использует механизмы восстановления от сканеров, принтеров и других устройств, которые любят разрушаться непоправимый.

Измерение коэффициента возбуждения

Не будем забывать, что наши шаговые двигатели используют постоянные магниты и обмотки. Поэтому, если они вращаются вручную, они превращаются в генераторы. Чтобы упростить вашу жизнь, мы включили копию. Необходимо «просто» иметь осциллограф и средство для стабильного управления анализируемым двигателем.

Расчёт индуктивности соленоида

Определение индуктивности соленоида, d – диаметр соленоида, l – длина соленоида.

Соленоид представляет собой катушку, намотанную на каркас в один слой, поэтому толщину слоя можно принять равной нулю t = 0, а расчётная формула индуктивности будет иметь вид

где μ0 – магнитная постоянная, μ0 = 4π•10-7 Гн/м;

ω – число витков соленоида;

d – диаметр соленоида, м;

Φ – коэффициент, который зависит от отношения α = l/D;

l – длина соленоида, м;

Поправочный коэффициент Φ зависит от отношения длины соленоида l к его диаметру d

Для длинного соленоида, то есть α > 0,75, поправочный коэффициент составит

Для короткого соленоида, то есть α < 0,75, поправочный коэффициент составит

Пример. Необходимо рассчитать соленоид диаметром d = 1 см и длиной l = 5 см, который имеет ω = 75 витков.

Стоит отметить, что формула расчёта соленоида подходит для большинства однослойных катушек с точностью в несколько процентов.

Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии
Стартовая страницаО системеТехнические требованияСинтезОбучающий модульСправка по системеКонтакты

Общий каталог эффектов

Читайте также: Жидкая изоляция для проводов, как полноценный защитник электропроводки
  • Естественнонаучные эффекты (ЕНЭ)
Индуктивность соленоида

Индуктивность соленоидаОписание

Соленоид

представляет собой свернутый в спираль изолированныйпроводник, обладающий значительнойиндуктивностьюи малыми активнымсопротивлениемиемкостью.Соленоидальное поле– этовекторное поле, не имеющее источников в смыслезарядов(divB=0) линии векторовBиHзамкнуты или обоими концами уходят в бесконечность.Индуктивность– одна из характеристик магнитных свойствэлектрических цепей, зависящая от их параметров и от магнитных свойств окружающей среды.

На риc.1 соленоид представлен в виде цилиндрической катушки длиной l

состоящей изNвитков радиусамиR, которые образуют систему последовательно соединенныхкруговых токов. Для наглядности витки на рисунке показаны на некотором расстоянии, в действительности они могут располагаться вплотную друг к другу.

Особенности магнитного поля

соленоида представлены качественно с помощью линийнапряженностиH. Внутри соленоида напряженность магнитного поля значительно больше напряженности вне его, поэтому линии внутри расположены ближе друг к другу. При этом в случаеl ≥ Rони располагаются параллельно друг другу и проходят в направлении оси практически с постоянной плотностью. Магнитное поле внутри соленоида является однородным всюду, кроме пространства вблизи концов, где оно ослабевает, а линии напряженности начинают расходиться. Вне соленоида напряженность поля приl >> Rпочти равна нулю. Таким образом, магнитное поле достаточно длинного соленоида (в пределе – бесконечно длинного) сосредоточено в объеме, ограниченном его внешней поверхностью. Эта особенность соленоидов используется для получения однородных магнитных полей.

Конфигурация магнитного поля в соленоиде.

Рис.1

В соответствии с законом Био – Савара – Лапласа

между полным магнитным потоком и силой тока существует прямопропорциональная зависимость:

Ψ = LI,

(1)

где Ψ

–полный магнитный поток(потокосцепление):

Ψ =

∑NФiФi

–магнитный потокi-го витка соленоида,L– индуктивность.

Это общее выражение позволяет рассчитать индуктивность соленоида. Для однородного магнитного поля полный магнитный поток соленоида выражается следующим образом:

Ψ = SBN =μoμHSN =μoμHSnlгде S

– площадь витка.

С учетом зависимости напряженности поля соленоида от координаты выражение для магнитного потока получается методом дифференцирования и последующего интегрирования по всей длине соленоида:

dΨ =μoμHSndlи на основании выражения (1) индуктивность соленоида:

определяется его параметрами и магнитными свойствами окружающей среды.

Читайте также: Правило буравчика - определение, формулировка и применение

Для достаточно длинного соленоида (l>>R

) его индуктивность выражается проще:

L =μoμSn2lКлючевые слова

  • круговой ток
  • электрическая цепь
  • магнитное поле
  • электрическое поле
  • заряд
  • проводник
  • поток магнитного поля
  • магнитная проницаемость
  • индуктивность
  • ток
  • контур
  • емкость
  • сопротивление
  • векторное поле
  • индукция магнитного поля
  • соленоид
  • напряженность

Разделы наук

  • Электромагнитные колебания и волны
  • Переменные электрические поле и ток
  • Магнитное поле
  • Электрический ток в твердых телах

Используется в научно-технических эффектах

Электромагнит (Электромагнит)
Прибор для измерения малых значений силы переменного тока (Вибрационный гальванометр)
Звукосниматель (Звукосниматель)

Используется в областях техники и экономики

2Приборы для измерения электрических и магнитных величин
1Бытовая техника
1Элементы, узлы и устройства автоматики, телемеханики и вычислительной техники
1Телекоммуникационные сети и аппаратура
1Аппаратура для телефонной связи
1Аппаратура для телеграфной связи
1Системы и аппаратура передачи данных
2Электроакустическая, ультразвуковая и инфразвуковая техника
2Устройства для записи и воспроизведения сигналов и информации
1Телевизионная техника
1Радиопередающие и радиоприемные устройства
1Трансформаторы и электрические реакторы
1Электрические аппараты
1Электрические машины
1Узлы, детали и элементы радиоэлектронной аппаратуры
1Полупроводниковые приборы и микроэлектроника

Используются в научно-технических эффектах совместно с данным эффектом естественнонаучные эффекты

1Превращение электромагнитной энергии в тепловую в магнитоупорядоченном веществе при его перемагничивании переменным магнитным полем (Потеря магнитной энергии)
1Перемагничивание в магнитных пленках (Перемагничивание в магнитных пленках)
3Индуктивность соленоида (Индуктивность соленоида)
2Создание магнитного поля проводником с электрическими токами (Закон Био-Савара-Лапласа)
1Магнитные фазовые переходы с изменением ориентации осей намагничивания магнетиков при изменении внешнего магнитного поля (Ориентационные фазовые переходы индуцированные)
1Слабый ферромагнетизм (Существование спонтанной намагниченности антиферрмагнетиков.)
2Изменение формы и размеров тела при его намагничивании (Магнитострикция)
2Возникновение поперечного электрического поля в проводнике или полупроводнике с током при помещении его в магнитное поле (Холла эффект)
1Магнитные фазовые переходы с изменением ориентации осей намагничивания магнетиков (Ориентационные фазовые переходы спонтанные)
1Возникновение силы, действующей на электрический заряд, движущийся во внешнем электромагнитном поле (Лоренца сила)
1Смещение электронных оболочек относительно атомных ядер под действием внешенго электрического поля (Поляризуемость электронная)
1Диполь магнитный. Диполь электрический (Диполь)
1Закон Ома для участка цепи (Закон Ома для участка цепи)
1Самоиндукция (Самоиндукция)
1Возникновение механического момента относительно некоторой оси при намагничивании тела вдоль нее (Эйнштейна — Де Хааза эффект)
1Гука закон (Гука закон)
1Создание момента силы (Создание момента силы )
1Давление при контакте (Давление при контакте)
1Упругая деформация изгиба твердых тел (Деформация изгиба)
1Упругие деформации. Дивергенция (Упругие деформации. Дивергенция)

Применение эффекта

Соленоиды бывают различных типов: многовитковые многослойные катушки, спирали плоские и геликоидальные, набранные из дисков и цельноточеные из металлических прутков, одновитковые и др. По своему значению они делятся на два больших класса: соленоиды для получения стационарных магнитных полей, то есть таких полей, которые могут по желанию экспериментатора долго держаться при определенных фиксированных значениях, и соленоиды для получения импульсных магнитных полей, существование которых возможно лишь в течение короткого времени (в общем случае не более 1 секунды). С помощью соленоидов первого типа генерируются поля до 2,5*105 Э. Импульсные соленоиды позволяют получить поля до 5*106 Э.

Рассмотрим соленоиды стационарного магнитного поля. Они делятся на резистивные и сверхпроводящие.

Резистивные соленоиды изготавливаются из материалов, имеющих электрическое сопротивление. Поэтому вся подводимая к ним непрерывно энергия диссипируется в тепло. Во избежание теплового разрушения соленоида это тепло необходимо отводить. Для отвода тепла используется водяное или криогенное охлаждение, что требует дополнительной энергии, подчас сравнимой с той, что необходима для питания самого соленоида.

Сверхпроводящие соленоиды изготавливаются из сверхпроводящих сплавов, электрическое сопротивление которых остается равным нулю при температурах и полях проведения эксперимента. При работе сверхпроводящего соленоида энергия выделяется лишь в подводящих проводах и источнике тока. Последнее вообще может быть исключено, если соленоид работает в короткозамкнутом режиме, когда поле без потребления энергии может существовать сколь угодно долго при сохранении условий существования сверхпроводимости.

Установки для получения сильных магнитных полей состоят из трех основных частей: источника постоянного тока, соленоида и системы охлаждения. При конструировании соленоида исходят из величины его внутреннего канала d, приемлемого для проведения опытов, и имеющейся мощности источника тока W. Обычно значение d порядка 3 – 5 см.

Соленоид в виде катушки индуктивности используется в, например, интегрирующей или дифференцирующей цепочке

Схема интегрирующей цепочки

Рис.1

Изображенная на рисунке цепочка интегрирует сигнал при условии (частота сигнала)*(время релаксации цепочки) >> 1. В обратной ситуации (<< 1) цепочка дифференцирует сигнал. Время релаксации рассчитывается по формуле: t* = L/R

Реализации эффекта

Катушка индуктивности — сосредоточенный элемент в электрической схеме, обладающей малой емкостью и сопротивлением, но большой индуктивностью. Обычно представляет собой катушку изолированного провода намотанного на цилиндрический или тороидальный каркас. Для увеличения индуктивности элемента в центр вставляется сердечник из магнитного материала.

Обозначение катушки индуктивности на схеме.

Рис.1

Катушка индуктивности обладает очень малым активным сопротивленим, реактивное же сопротивленеи рассчитывается по формуле RL = i*w*L, здесь i — мнимая единица, w — частота переменного тока, L — индуктивность катушки.

При последовательном соединении катушек индуктивности складываются, при параллельном — складываются обратные величины (1/L).

Пример катушки индуктивности

Рис.2

Если рядом друг с другом расположить две катушки индуктивности (подсоединенные к разным электрическим цепям) то магнитное поле, возникающее в первой катушке при протекании тока, «наведет» ток во второй и наоборот. Варьируя количество витков в катушках получаем различные величины для индуцируемого тока. Катушки индуктивности в данном случае называются обмотками трансформатора. Трансформаторы используются для преобразования тока одного напряжения в ток другого напряжения без существенных потерь мощности.

Схематичное изображение трансформатора.

Рис.1

Литература

1. Прохоров А. М., Физическая энциклопедия. «Большая Российская Энциклопедия»: Научное издательство, том 2 – Москва, 1998.

2. Калашников С.Г. Электричество Физматлит, 2003

Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина

Индуктивность плоской катушки

Определение индуктивности плоской катушки, D1 – внутренний диаметр, D2 – внешний диаметр, D – средний диаметр, t – толщина намотки.

В данном случае в качестве плоской катушки представлена идеализированная катушка, длина намотки которой приняли равной нулю l = 0, тогда индуктивность такой катушки можно вычислить по следующей формуле

где μ0 – магнитная постоянная, μ0 = 4π•10-7 Гн/м;

ω – число витков соленоида;

D – средний диаметр катушки, м;

Ψ – коэффициент, который зависит от отношения ρ = t/D­;

Читайте также: Основные преимущества цифровых приборов перед аналоговыми

t – толщина намотки катушки.

Коэффициент Ψ зависит от соотношения толщины намотки t и среднего диаметра катушки D

При небольшой толщине намотки, когда ρ < 0,5

При большой толщине намотки, когда ρ > 0,5

где γ – коэффициент учитывающий соотношение внешнего и внутреннего диаметров обмотки катушки

Пример. Рассчитаем плоскую катушку со средним диаметром D = 5 см и толщиной намотки t = 1 см, состоящую из ω = 20 витков.

Выражения для индуктивности тонкой катушки позволяют рассчитать индуктивность и большинства катушек с малой длиной и большой толщиной обмоток.

Практическое применение

Эти формулы имеют очень широкое применение ввиду повсеместного распространения катушек индуктивности. Как мы уже выяснили, бывают разные виды катушек, каждый из которых соответствует своему применению. В связи с этим становится необходимым как-то разделять их по характеристикам, ведь для каждой отрасли необходима своя определённая индуктивность и добротность.

В основном расчет индуктивности катушек применяется на производстве и в электротехнике. Каждый радиолюбитель должен знать, как производить расчет индуктивности, иначе как ему определить, какая катушка из огромного множества подойдёт для его цели, а какая — нет.

Сегодня очень много учёных, интересующихся магнетизмом и магнитными явлениями. Они изучают как магнитную, так и электрическую стороны веществ, пытаясь выявить закономерности и синтезировать мощные магниты с определёнными нужными свойствами: например, с высокой температурой плавления или сверхпроводимостью. Все эти материалы могут быть использованы в огромном количестве отраслей.

Приведём пример с аэрокосмической отраслью: перспективными для дальних межзвёздных перелётов являются ракеты с ионными двигателями, которые создают тягу посредством выброса ионизированного газа из сопла. Сила толчка в таком двигателе зависит от температуры газа и скорости его движения. Соответственно, чтобы придать газу максимальную силу для разгона, нам требуется очень сильный магнит, разгоняющий заряженные частицы и к тому же имеющий очень высокую температуру плавления для того, чтобы не расплавиться при выходе газов из сопла.

Индуктивность круговой катушки прямоугольного сечения

Теперь перейдём от идеализированных катушек к реальным, которые в своем сечении представляют собой прямоугольник

Индуктивность прямоугольной катушки.

Катушку прямоугольного сечения можно представить в виде соленоида с ненулевой толщиной обмотки t ≠ 0, либо в виде плоской катушки с ненулевой длиной l ≠ 0, поэтому рассчитать необходимую катушку можно либо как соленоид, либо как плоскую катушку, а затем внести поправку.

Таким образом, индуктивность прямоугольной катушки можно вычислить по следующей формуле

где L0 – индуктивность идеальной катушки (соленоида или плоской катушки) в зависимости от α = l/Dcp;

l – длина катушки, м;

Dcp – средний диаметр катушки, м;

∆ — поправка на форму катушки.

В принципе реальную катушку индуктивности, в зависимости от отношения длины намотки l к среднему диаметру Dcp, можно разделить на несколько типов:

1. Длинная катушка, у которой α > 0,75.

2. Короткая катушка, имеющая α < 0,75 и γ < 1.

3. Очень короткая катушка, имеет α << 1 и γ > 1.

где

Рассмотрим каждый случай по отдельности.

Магнитное поле

Это словосочетание знакомо нам со школьной скамьи. Но многие уже забыли о том, что оно означает. Хотя каждый из нас помнит, что магнитное поле способно воздействовать на предметы, притягивая или отталкивая их. Но, помимо этого, у него есть и другие особенности: например, магнитное поле может воздействовать на электрически заряженные объекты, а это значит, что электричество и магнетизм тесно связаны между собой, и одно явление может плавно перетекать в другое. Учёные поняли это достаточно давно и поэтому стали называть все эти процессы вместе одним словом — «электромагнитные явления». На самом деле электромагнетизм — довольно интересная и ещё не до конца изученная область физики. Она очень обширна, и те знания, что мы можем здесь изложить вам, — это очень малая часть того, что известно человечеству о магнетизме сегодня.

Индуктивность измерительной катушки

Все дело в том, чтобы иметь не очень высокую скорость вращения, соответствующую скорости шагового двигателя в нормальных условиях. Провода одной из катушек двигателя подключены к входу осциллографа, чтобы наблюдать генерируемое напряжение. Когда сигнал стабилен, отметим характеристики:. пиковое значение. частота. Это очень хорошо иллюстрируется на стр. 17 упомянутого выше документа. Два случая: у одного есть индуктор-метр или нет.А сейчас перейдём непосредственно к предмету нашей статьи. Следующий раздел будет посвящён рассмотрению непосредственно устройства катушки индуктивности.

Индуктивность длинной катушки

Длинная катушка.

Для длинной катушки (α > 0,75) величина L0 рассчитывается также как для длинного соленоида, где l – длина соленоида, Dcp – средний диаметр соленоида, а значение поправки ∆ вычисляется по следующему выражению

где α – коэффициент, учитывающий отношение длины катушки l к её среднему диаметру DCP;

γ – коэффициент, учитывающий отношение толщины намотки t к длине намотки l;

ρ – коэффициент, учитывающий отношение толщины намотки t к её среднему диаметру DCP.

где D1 – внутренний диаметр, D2 – внешний диаметр.

Пример.Рассчитаем индуктивность катушки длиной l = 10 см, средним диаметром DCP = 2 см, количеством витков ω = 100 и толщиной намотки t = 5 мм.

Индуктивность короткой катушки

Короткая катушка.

Для короткой катушки (α < 0,75, t < l) величина L0 рассчитывается также как для короткого соленоида, где l – длина соленоида, DСР – средний диаметр соленоида, а значение поправки ∆ вычисляется по следующему выражению

где α – коэффициент, учитывающий отношение длины катушки l к её среднему диаметру DCP;

γ – коэффициент, учитывающий отношение толщины намотки t к длине намотки l;

Пример.Рассчитаем индуктивность катушки длиной l = 1 см, средним диаметром DСР = 2 см, толщиной намотки t = 5 мм, количеством витков ω = 50.

Индуктивность очень короткой катушки

Очень короткая катушка.

Для очень короткой катушки (α << 1, t > l) величина L0 рассчитывается также как для плоской катушки, где t – толщина намотки, Dcp – средний диаметр катушки, а значение поправки ∆ вычисляется по следующему выражению

где α – коэффициент, учитывающий отношение длины катушки l к её среднему диаметру DCP;

γ – коэффициент, учитывающий отношение толщины намотки t к длине намотки l, γ < 1;

ρ – коэффициент, учитывающий отношение толщины намотки t к её среднему диаметру DCP.

Пример.Рассчитаем индуктивность катушки длиной l = 5 мм, средним диаметром DCP = 7 см, намотка толщиной t = 1 см, количество витков ω = 150.

Расчёт поправки на собственную индуктивность витков

Как я писал в начале статьи, полная индуктивность катушки L состоит из расчётной индуктивности LP и поправки на изоляцию ∆L, которая в свои очередь состоит из поправки на собственную индуктивность витков ∆1L и поправки на взаимную индуктивность витков ∆2L

Данные поправки зависят от взаимного расположения витков в катушке. Для провода круглого сечения возможны следующие варианты заполнения катушки

Расположение провода круглого сечения в катушке индуктивности. s – диаметр провода с изоляцией, sp – диаметр голого провода (без изоляции), p – шаг намотки по длине катушки, q – шаг намотки по толщине катушки.

В общем случае поправка на собственную индуктивность витков рассчитывается по следующему выражению

где μ0 – магнитная постоянная, μ0 = 4π•10-7 Гн/м;

ω – число витков соленоида;

DСР – средний диаметр катушки, м;

I – коэффициент, зависящий от расположения витков катушки.

Коэффициент I определяется в зависимости от расположения провода, варианты которого изображены на рисунке выше.

Для вариантаа), провод намотан с небольшим коэффициентом заполнения

где s – диаметр провода с изоляцией, sp – диаметр голого провода (без изоляции).

Для вариантаб), провод намотан с большим коэффициентом заполнения

где s – диаметр провода с изоляцией, sp – диаметр голого провода (без изоляции).

Для вариантав), провод намотан с шагомpпо длине катушки и с шагомqпо толщине катушки

где s – диаметр провода с изоляцией, sp – диаметр голого провода (без изоляции).

Для вариантаг), провод намотан в один слой по длине катушки с шагомp. В зависимости от способа вычисления расчётной индуктивности LP

— если при вычислении расчётной индуктивности LP толщина намотки t принята равной диаметру голого провода sP, то коэффициент I будет равен

— если при вычислении расчётной индуктивности LP толщина намотки t принята равной нулю (расcчитывалась как соленоид), то коэффициент I будет равен

где p – шаг намотки по длине катушки, sp – диаметр голого провода (без изоляции).

Для вариантад), провод намотан в один слой по толщине намотки с шагомq, также возможно два случая

— если при вычислении расчётной индуктивности LP длина намотки l принята равной диаметру голого провода sP, то коэффициент I будет равен

— если при вычислении расчётной индуктивности LP длина намотки l принята равной нулю (рассчитывалась как плоская катушка), то коэффициент I будет равен

где q – шаг намотки по толщине катушки, sp – диаметр голого провода (без изоляции).

Какие параметры есть у катушки?

Катушка обладает несколькими физическими характеристиками, отражающими её качество и пригодность для той или иной работы. Одной из них является индуктивность. Она численно равна отношению потока магнитного поля, создаваемого катушкой, к величине этого тока. Индуктивность измеряется в Генри (Гн) и в большинстве случаев принимает значения от единиц микрогенри до десятков Генри.

В это время выводится интенсивность тока. Ток на диоде равен нулю: диод заблокирован. Резонансный контур представляет собой электрическую схему, которая служит для генерации высокочастотного переменного напряжения. Простейшая чистая резонансная электрическая схема состоит из конденсатор-подключенного индуктора: явление резонанса проявляется в непрерывном обмене энергией между конденсатором и индуктором без потери энергии.

Индуктивность является, пожалуй, самым важным параметром катушки. Поэтому неудивительно, что большинство людей даже не думают о том, что существуют другие величины, способные описывать поведение катушки и отражать её пригодность для того или иного применения.

Ещё один параметр, который необходимо учитывать, — добротность контура. Она тесно связана с предыдущим параметром и представляет собой отношение реактивного сопротивления к активному (сопротивлению потерь). Соответственно, чем выше добротность — тем лучше. Её повышение достигается за счёт выбора оптимального диаметра провода, материала и диаметра сердечника, числа обмоток.

Фаза разряда конденсатора

Чтобы лучше понять явление, мы связываем схему с маятником. Предположим, что конденсатор первоначально имеет заряд и что в цепи нет тока, циркулирующего в цепи: эта ситуация связана со статическим равновесным маятником в точке максимальной потенциальной энергии и затем прекращается. Однако эта ситуация равновесия нестабильна, поскольку она предназначена для немедленного изменения зарядов на отрицательном полюсе конденсатора на противоположный полюс, создающий электрический ток через контур.

Фаза зарядки конденсатора

Выброс конденсатора и генерация тока связаны с движением маятника от одного конца к другому: в медианной точке траектории потенциальная энергия будет минимальна, чтобы указывать на полное преобразование потенциальной энергии, первоначально имевшей маятник в По аналогии, мы можем связать кинетическую энергию с электростатической энергией конденсатора во время процессов разряда и зарядить «кинетическую энергию» магнитной энергии, которой обладает индуктор в процессе намагничивания и размагничивания.

Сейчас рассмотрим подробнее самый важный и наиболее волнующий нас параметр — индуктивность катушки.

Добавить комментарий