2 лаба по Ркиму
.docxЛабораторная работа №2
Исследование контурных катушек индуктивности
Цель работы: изучение взаимосвязи между конструктивными и электрическими параметрами высокочастотных катушек индуктивности, освоение методов измерения и расчёта параметров катушек.
В состав лабораторной установки входит измеритель добротности типа Е9-4 и комплект катушек индуктивности смонтированных на штепсельных разъёмах.
Прибор Е9-4 включить тумблером “Сеть” и прогреть в течение 15 минут. Катушку присоединить к клеммам “Lx”. Ручкой “Уровень” поставить стрелку прибора «Уровень» на риску и поддерживать в этом положении во время измерений.
Ход работы:
1. Изучить конструкции высокочастотных катушек индуктивности.
2. Исследовать влияние диаметра провода на добротность и индуктивность катушек №1-7 на частоте 7,95 МГц. Выполнить расчёт индуктивности и добротности катушек.
Результаты исследования добротности и индуктивности катушек
|
№ Катушки |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Диаметр провода, d0, мм |
0,13 |
0,23 |
0,27 |
0,32 |
0,35 |
0,41 |
0,47 |
|
Число витков, N |
21 |
21 |
21 |
21 |
21 |
21 |
21 |
|
Диаметр каркаса D0, мм |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
Длина намотки l, мм |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
Добротность измерений. QЭКСП
|
105 |
117 |
123 |
127 |
129 |
122 |
114 |
|
Индуктивность LЭКСП |
2,95 |
2.9 |
2,96 |
2,96 |
2,94 |
2,8 |
2,88 |
|
Индуктивность LРАСЧ |
3,08 |
3,08 |
3,08 |
3,08 |
3,08 |
3,08 |
3,08 |
|
Сопротивление провода, rf, Ом |
0,8 |
0,27 |
0,2 |
0,14 |
0,11 |
0,09 |
0,06 |
|
QРАСЧ |
89 |
107 |
108,1 |
111,4 |
113,1 |
96,1 |
86,5 |
Построить графики QЭКСП и QРАСЧ катушек от диаметра провода d0, мм.
3. Исследовать влияние типа провода намотки на добротность многослойных катушек № 8 и 9.
Конструктивные параметры катушек
|
№ Катушки |
Тип намотки |
Марка провода |
Диаметр |
Длина намотки |
Глубина намотки |
|
8 |
Универсал |
ПЭЛШО |
10 |
6 |
4 |
|
9 |
Универсал |
ЛЭШО |
10 |
6 |
3 |
Рассчитать индуктивность Lрасч, сопротивление провода rf и добротность Qрасч катушек на частоте 0,795 МГц
Результаты исследования влияния типа провода намотки на параметры многослойных катушек
|
№ |
Параметры катушки |
Добротность на частотах, МГц |
||||||||
|
|
СLэксп, Пф |
rf, Ом |
Q расч |
0,76 |
1,0 |
1,2 |
1,3 |
1,5 |
||
|
8 |
122/122 |
3,33 |
26 |
17,44 |
18,6 |
20,1 |
21,2 |
22,1 |
23,2 |
|
|
9 |
126/130 |
10 |
7,4 |
61,3 |
64 |
75 |
80 |
82 |
84 |
|
Построить графики зависимости добротности катушек от частоты, МГц
4. Исследовать влияние геометрических размеров на индуктивность и добротность катушки №10 и 11.
На частоте 7,95МГц измерить индуктивность и добротность катушек. Рассчитать отношения L11/L10 и Q11/Q10
|
№ |
L |
Q |
|
10 |
1,65 |
71 |
|
11 |
2,8 |
111 |
5. Исследовать влияние материала каркаса на параметры катушки №12-13. На частоте 25,25 МГц измерить индуктивность и добротность катушек. Измерить собственную ёмкость катушек СL.
Результаты исследования влияния материала каркаса на добротность катушек
|
№ |
Материал |
tg δ*104 |
СL, пФ |
L, мкГн |
Q |
RCL, Ом |
|
12 |
Фторопласт |
2…3 |
4,4 |
5,3 |
126 |
0,01Ом |
|
13 |
Гетинакс |
400…500 |
4,7 |
5,4 |
120 |
2,2 ОМ |
Добротность катушек разная, т.к каркас катушек состоит из различных материалов.
6. Исследовать влияние броневого сердечника на индуктивность и добротность катушек №14-15. Катушки имеют одинаковое число витков, диаметр провода и размер каркаса.
Конструктивные размеры магнитопровода
|
№ |
Тип |
Материал |
Высота H1, мм |
Высота H2, мм |
Наруж. диаметр D1,мм |
Внутр. диаметр D2,мм |
Длина LC, мм |
|
15 |
Б18 |
1500 Нм |
10,7 |
7,2 |
18,5 |
7,6 |
26,8 |
Измерить индуктивность катушек №14 на частоте 2,625 МГц и №15 – 0,795МГц. Измерить собственные ёмкости катушек. Рассчитать относительную магнитную проницаемость броневого сердечника. Рассчитать эффективную величину воздушного зазора между частями сердечника.
Результаты исследований влияния броневого сердечника на параметры катушки
|
Параметры катушек |
Добротность на частотах МГц |
|||||||||
|
L, мкГн |
СL, пФ |
μОТН |
LЗ,мм |
2,5 |
2,6 |
2,7 |
2,8 |
2,9 |
3,0 |
|
|
62 |
4,6 |
- |
- |
70 |
68 |
60 |
55 |
50 |
48 |
|
|
920 |
4,6 |
1,3 |
1,9 |
0,5 |
0,55 |
0,6 |
0,76 |
0,8 |
0,9 |
|
|
130 |
118 |
89 |
51 |
48 |
35 |
|||||
Построить график зависимости добротности катушек от частоты.
7. Исследовать влияние экрана на индуктивность и добротность катушки №16.
Параметры катушки и экрана
|
Параметр катушки |
Параметры экрана |
|||||||
|
Число витков |
Диаметр D, мм |
Длина L, мм |
Диаметр DЭ, мм |
Высота LЭ, мм |
Материал |
ρ, Ом*см |
Коэффициент η |
|
|
21 |
10 |
10 |
19 |
35 |
Алюминий |
2.83*10-6 |
1,5 |
|
Измерить индуктивность и добротность катушки без экрана и с экраном на частоте 7,95 МГц. Измерить собственную ёмкость экранированной и неэкранированной катушек. Рассчитать величину сопротивления, вносимого с экраном. Рассчитать значения коэффициента связи.
Результаты исследования влияния экранирования на параметры катушки №16
|
Параметры катушки |
Параметры экранированной катушки |
||||||||||
|
L, мкГн |
Q |
СL, пФ |
LЭ.К., мкГн |
ΔL, мкГн |
QЭ.К. |
Δ Q |
СL Э.К., пФ |
КСвЭксп |
КСвРасч |
rЭ, Ом |
|
|
2,89 |
106 |
2 |
2,65 |
0,24 |
99 |
7 |
3,3 |
1,4 |
0,3 |
4,4 |
|
Вывод: В ходе лабораторной работы мы освоили основные методы расчёта параметров катушек индуктивности. Изучили взаимосвязь между электрическими и конструктивными параметрами высокочастотных катушек индуктивности. Научились строить графики зависимости добротности от толщины провода, частоты. Научились определять оптимальные значения параметров катушек.
МИНОБРНАУКИРОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Ижевский Государственный Технический Университет имени
М. Т. Калашникова
Приборостроительный факультет
Кафедра “Радиотехника”
Лабораторная работа №2
Исследование контурных катушек индуктивности.
Выполнил:
ст.гр. 4-77-1
Коробейников Е.И.
Проверил:
Демаков Ю.П.
Ижевск 2012г.