Здесь можно найти образцы любых учебных материалов, т.е. получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


Реферат Индуктивность физическая величина, характеризующая магнитные свойства электрической цепи. Природа индуктивности, классификация катушек индуктивности. Схема замещения, основные и паразитные параметры. Стабильность катушек без сердечника и их особенности.

Информация:

Тип работы: Реферат. Предмет: Схемотехника. Добавлен: 11.12.2008. Сдан: 2008. Уникальность по antiplagiat.ru: --.

Описание (план):


БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Кафедра ЭТТ
РЕФЕРАТ
На тему:
«Катушки индуктивности, дроссели и трансформаторы»
МИНСК, 2008
Индуктивность - физическая величина, характеризующая магнитные свойства электрической цепи. Ток в проводящем контуре создает в окружающем пространстве магнитное поле. Магнитный поток Ц, пронизывающий контур:
Ф= L · I
I - ток в контуре;
L - коэффициент пропорциональности, называемый индуктивностью, или коэффициентом самоиндукции контура.
Индуктивность зависит от геометрии, размеров контура, магнитной проницаемости среды и проводников, образующих электрическую цепь. Для неферромагнитных сред и проводников индуктивность жесткого (недеформируемого) контура постоянна.
Через индуктивность выражается Э.Д.С. самоиндукции е в контуре, возникающая при изменив нем тока:
Единица индуктивности в СИ - Генри. (1 Генри (Гн) - такая индуктивность, при которой ток в 1 Ампер порождает потокосцепление ц в 1 Вебер).
Для катушки, состоящей из одного витка, потокосцепление ц определяется:
ц= L · I
Измерителем индуктивности называется прибор для измерения индуктивности катушек, дросселей, обмоток трансформаторов, а также сопротивления активных потерь катушек. Наиболее широкое применение находят измерители индуктивности, работа которых основана на резонансном и мостовом методах. В резонансных измерителях индуктивности (рис. 1) используются известные соотношения между параметрами L, C и R колебательного контура и его резонансной частотой. Резонансные измерители индуктивности работают на частотах от нескольких кГц до нескольких сотен МГц; диапазон измеряемых индуктивностей - от сотен долей мкГн до нескольких сотен мГн; погрешность измерений составляет обычно несколько процентов.
Рисунок 1 - Резонансный измеритель индуктивности
Lc - индукция витка связи;
Lx - измеряемая индуктивность;
Сk - собственная емкость катушки;
Сх - образцовая емкость;
ЛВ - ламповый вольтметр;
ГВЧ - генератор сигналов высокой частоты;
В мостовых измерителях индуктивности используются мостовые цепи; часто такие цепи входят в состав универсальных мостов, предназначенных для измерения индуктивности, емкости и активного сопротивления. Мостовые измерители индуктивности применяются на частотах до нескольких сотен МГц и обеспечивают измерение индуктивностей от десятых долей мкГн до нескольких тысяч Гн. Все шире применяются измерители индуктивности с самобалансирующимися мостами переменного тока с цифровым отсчетом (рис. 2), а также измерители индуктивности, в которых измеряемый параметр преобразуется в ток, напряжение или временной интервал с последующим измерением этих величин цифровыми измерителями.
Рисунок 2 - Мостовой измеритель индуктивности
Zx - полное сопротивление катушки индуктивности;
Z2 - образцовый резистор;
Z2,3 - переменные резисторы;
1 - генератор сигналов низкой частоты (ГСНЧ);
2 - блок сравнения;
3 - блок управления уравновешивания моста;
4 - устройство цифрового счета;
В современных измерителях индуктивности широко применяются микросхемы. Основной тенденцией в развитии измерители индуктивности является автоматизация процесса измерения в сочетании с дистанционным программным управлением, что позволяет использовать такие измерители индуктивности в автоматизированных системах контроля и информационно-измерительных системах.
Так как индуктивность зависит от магнитной пронтцаемости µ среды и проводников электрической цепи, напомним физическую сущность этой величины. Магнитная проницаемость µ - физическая величина, характеризующая изменение магнитной индукции B среды при воздействии магнитного поля H
м = B /м0H
м0 - магнитная постоянная;
Магнитная постоянная (магнитная проницаемость вакуума ) равна:
м0 =4р ?10 -7 Гн/м=1,256637?10 -6 Гн/м
Магнитная проницаемость связана с магнитной восприимчивостью ч соотношением
м = 1+ 4р ч (СГС)
м = 1+ ч (СИ)
Для вакуума ч=0, м=1.
В переменных магнитных полях, изменяющихся по закону синуса или косинуса магнитная проницаемость представляется в комплексной форме:
м = м1 + iм2
м1 - характеризует обратимые процессы намагничивания;
м2 - процессы рассеяния энергии магнитного поля (потери на вихревые токи, магнитную вязкость и др.)
Магнитная вязкость - задержка во времени изменения магнитных характеристик вещества (намагниченности, магнитной проницаемости) от изменения напряженности магнитного поля. Запаздывание от 10 -9с до часов. Магнитная восприимчивость - величина, характеризующая связь намагниченности вещества с магнитным полем в этом веществе
ч = J / H
чуд = ч / g
ч = чуд · M
M - молекулярная (атомная) магнитная восприимчивость;
Магнитная восприимчивость - положительная для парамагнетиков и ферромагнетиков (намагничиваются по полю); отрицательная - для диамагнетиков (намагничивается против поля).
Диамагнетики - He, Cu, Be, Zn, Ag, Au, Bi и другие, H2O, CO2, CH4 (метан), С6Р6 (бензол).
Парамагнетики - Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, Ti, W, Pt..
J - намагниченность - характеристика магнитного состояния макроскопического тела. Намагниченность J определяется как магнитный момент M единицы объема тела:
J = M / V,
или для однородного намагничивания
J = dM / dV.
Измеряется в A/м, 1 м3 вещества обладает магнитным моментом 1 А· м2 в системе СГС (Гс·см3).
Магнитная индукция B - основная характеристика магнитного поля, представляющая собой среднее значение суммарной напряженности микроскопических магнитных полей, созданных отдельными электронами и другими элементарными частицами.
B = H + 4рJ (1)
H - вектор напряженности магнитного поля;
J - вектор намагниченности;
J = ч H (2)
На основании (1) и (2) и с учетом ранее приведенных соотношений:
B = (1 + 4рч)H = мH
м = (1 + 4рч)
м - магнитная проницаемость;
ч - магнитная восприимчивость;
В системе СИ используются следующие соотношения:
B = м0(H +J)
J = чH
B = м0 мH
м = 1 + ч
Магнитная индукция в СИ измеряется в Теслах (1 Тл - 104 Гс).
Природа индуктивности и классификация катушек индуктивности

Для создания катушек индуктивности используется эффект взаимодействия магнитного поля и переменного тока. Коэффициент пропорциональности между переменным напряжением и током с учетом частоты щ имеет смысл реактивного сопротивления jщL, где L - коэффициент пропорциональности. Для увеличения индуктивности провод, по которому протекает ток, наматывают в виде катушки. При этом добавляется взаимная индуктивность между витками и индуктивное сопротивление, т. е. значение L увеличивается. Индуктивность является основным параметром катушки.
Катушки используются в РЭА как дроссели для перераспределения переменного тока по цепям и создания индуктивной связи между цепями. При их использовании вместе с конденсаторами образуются колебательные контуры, входящие в состав фильтров и генераторов высокочастотных колебаний. Следует подчеркнуть, что под катушками индуктивности будем понимать те индуктивные элементы, которые работают в диапазоне радиочастот примерно от 100 кГц и выше.
Для классификации радиочастотных индуктивных элементов можно использовать разные признаки: наличие или отсутствие сердечника, характер намотки - однослойная (с шагом или без шага) или многослойная (рядовая, универсальная, внавал), рабочую частоту, количество обмоток, наличие или отсутствие каркаса, наличие или отсутствие экрана и т.д.
Схема замещения, основные и паразитные параметры
В катушке индуктивности помимо основного эффекта - индуктивности - наблюдаются и паразитные. Схема замещения (рис. 3а) катушки отображает ее основные свойства и содержит не только основной параметр, индуктивность L, но и ряд дополнительных: индуктивность выводов (учтены в L); собственную емкость, обусловленную наличием обмотки, выводов, сердечника и экрана СL; сопротивление, отображающее потери в емкости RC; сопротивление, зависящее от потерь в катушке RL. СL с L образует параллельный резонансный контур. Его резонансная частота f0 = 1/2р (LC0)1/2, эквивалентная схема контура показана на рис. 3б.
Рисунок 3а - Схема замещения катушки
Рисунок 3б - Эквивалентная схема контура

Катушка индуктивности - катушка из провода с изолированными витками; обладает значительной индуктивностью при относительно малой емкости и малом активном сопротивлении. Предназначена для накопления магнитной энергии, разделения или ограничения электрических сигналов различной частоты и т. д. Индуктивность катушки индуктивности определяется линейными размерами катушки, числом витков обмотки и магнитной проницаемостью окружающей среды и проводников; изменяется от десятых долей мкГн до десятков Гн. Другие основные параметры катушки индуктивности: добротность Q(отношение индуктивного сопротивления к активному), собственная емкость, механическая прочность, габаритные размеры, масса.
В зависимости от конструкции катушки индуктивности делятся на каркасные и бескаркасные, одно- и многослойные, экранированные и неэкранированные, с магнитными сердечниками (с ферритовыми сердечниками) и без них (рис. 4). Важное достоинство катушек индуктивности с сердечниками - возможность подстройки (изменение индуктивности катушки индуктивности в определенных пределах путем изменения параметров сердечника). Катушки индуктивности применяются в качестве одного из основных элементов электрических фильтров и колебательных контуров, накопителя электрической энергии и др.
Рисунок 4а - Цилиндрическая однослойная катушка индуктивности
Рисунок 4б - Тороидальная многослойная катушка индуктивности с сечеием - квадрат
Рисунок 4в - Катушка индуктивности с цилиндрическим сердечником (броневая)
Рисунок 4г - Катушка индуктивности с П-образным сердечником
Рисунок 4д - Образцовая индуктивность на керамическом тороиде
Рисунок 4е - Вариометр - катушка с регулируемой индуктивностью и поступательным перемещением сердечника
1 - обмотка;
2 - каркас;
3 - сердечник;
Рисунок 4ж - Вариометр с вращающимся сердечником
1 - ротор;
2 - статор;
Индуктивность катушки, мкГн, может быть рассчитана по формулам:
L=L0W2D?10 -3 (3)
Для однослойной катушки L0 = f(lн /D),
где lн - длина намотки, см;
Dср = Dк + d - средний диаметр витка, см;
Dк - диаметр каркаса;
d - диаметр провода;
W - количество витков.
Для многослойной катушки:
L0 = f(lн /Dср ) и L0 = f(b /Dср),
где D - наружный диаметр катушки, см;
Dср - средний диаметр катушки, см;
Dк - диаметр каркаса, см;
b - глубина намотки, см;
Важным параметром катушки при ее применении в колебательных контурах является добротность, характеризующая относительных уровень активных потерь в ее обмотке, собственной емкости, сердечнике и экране:
Q =щL / RL
Свойства катушки при изменении температуры описываются температурным коэффициентом индуктивности бL, который определяется выражением
Индуктивность при температуре T определяется выражением
L(T) = LОТ [1+ бL(T-T0 )
где T - температура;
LОТ - индуктивность при номинальной температуре;
T0 - номинальная температура.
Изменение параметров во времени (старение) характеризуется коэффициентом старения
вL = (dL / dt) (1 / L0),
где t - время;
L0 - индуктивность непосредственно после изготовления катушки.
Индуктивность после длительной работы быть определена из выражения
L(t) = L0 (1+вL t)
Большое значение имеют также конструктивные параметры: надежность, габариты, масса, диапазон температур, влагостойкость, устойчивость против механических воздействий, а также технологичность катушки, возможность ее изготовления с использованием высокопроизводительных методов, стоимость, согласованность ее конструкции с ИС и возможность изготовления катушек методами микроэлектроника. Конструкция и параметры катушки существенно зависят от использования в ней сердечника с высокой магнитной проницаемостью.
Стабильность катушек без сердечника

При применении катушек в контурах большое значение имеет стабильность индуктивности. Наиболее высокой стабильностью обладают однослойные катушки без сердечников. Рассмотрим, чем она определя и т.д.................


Перейти к полному тексту работы



Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.