Рассчитать индуктивность катушки. Расчет индуктивности катушки для преобразователя постоянного напряжения в автономных подводных аппаратах

Как рассчитать минимальную индуктивность катушки для обеспечения режима непрерывного тока. Какие факторы влияют на выбор индуктивности в преобразователе постоянного напряжения. Почему важно правильно подобрать индуктивность для автономных подводных аппаратов.

Применение преобразователей постоянного напряжения в автономных подводных аппаратах

Автономные подводные аппараты широко используются для различных задач под водой, таких как:

• Исследование морского дна
• Контроль подводных коммуникаций
• Разведка полезных ископаемых
• Экологический мониторинг

Одной из ключевых проблем при разработке таких аппаратов является обеспечение их электропитанием. В качестве основного источника энергии обычно используются аккумуляторные батареи.

Почему возникает необходимость в преобразователях постоянного напряжения для автономных подводных аппаратов? Это связано с тем, что напряжение аккумуляторов часто ниже, чем требуется для питания бортового оборудования. Преобразователи позволяют повысить напряжение до нужного уровня.

Ключевые компоненты двунаправленного преобразователя постоянного напряжения

Основными элементами такого преобразователя являются:

• Коммутационные ячейки на IGBT-транзисторах
• Катушка индуктивности
• Конденсаторы

Катушка индуктивности играет ключевую роль, обеспечивая накопление энергии и сглаживание пульсаций тока.

Методика расчета минимальной индуктивности катушки

Для обеспечения режима непрерывного тока необходимо правильно рассчитать минимальное значение индуктивности катушки. Как это сделать?

Основные этапы расчета:

1. Определение рабочего цикла преобразователя
2. Расчет пульсаций тока в катушке
3. Вычисление минимального и максимального токов
4. Нахождение граничного значения индуктивности

Факторы, влияющие на выбор индуктивности катушки

При выборе индуктивности катушки для преобразователя нужно учитывать следующие факторы:

• Входное и выходное напряжение
• Частота коммутации
• Требуемая мощность нагрузки
• Допустимые пульсации тока
• Массогабаритные ограничения

Результаты моделирования преобразователя в Simulink

Для проверки теоретических расчетов было проведено моделирование преобразователя в среде Simulink. Основные результаты:

• Подтверждена правильность методики расчета минимальной индуктивности
• Получены осциллограммы токов и напряжений
• Уточнены параметры реального преобразователя с учетом потерь

Особенности выбора индуктивности для подводных аппаратов

При проектировании преобразователей для автономных подводных аппаратов важно учитывать специфические требования:

• Минимизация массы и габаритов
• Высокая надежность в агрессивной среде
• Эффективное охлаждение
• Устойчивость к вибрациям и ударам

Это накладывает дополнительные ограничения на выбор индуктивности.

Практические рекомендации по расчету и выбору катушки индуктивности

На основе проведенного исследования можно дать следующие рекомендации:

• Рассчитывать минимальную индуктивность с запасом 20-30%
• Использовать современные магнитные материалы для уменьшения габаритов
• Применять компьютерное моделирование для оптимизации параметров
• Учитывать влияние температуры на характеристики катушки

Перспективы развития преобразователей для подводных аппаратов

Основные направления совершенствования преобразователей постоянного напряжения для автономных подводных аппаратов:

• Повышение рабочих частот
• Применение новых полупроводниковых приборов (SiC, GaN)
• Интеграция силовой и управляющей электроники
• Использование цифровых методов управления

Это позволит улучшить массогабаритные и энергетические показатели преобразователей.

Таким образом, правильный расчет и выбор индуктивности катушки играет ключевую роль в обеспечении эффективной работы преобразователя постоянного напряжения в составе системы электропитания автономного подводного аппарата. Представленная методика позволяет определить оптимальное значение индуктивности с учетом всех основных факторов.

Как посчитать индуктивность катушки

А какая формула для расчёта магнитной индукции катушки со стальным стрдечником? Нужно просто знать магнитную проницаемость стали Я пока не нашел или не понял. Дело в том что у стали магнитная проницаемость меняется в зависимости от напряжённости H. И при том при намагничивании и размагничивании по разному. В справочниках могут приводиться конкретные кривые B H для определённых сталей. Здравствуйте Сергей!

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Как рассчитать индуктивность катушек с замкнутыми сердечниками?
• Расчет индуктивности катушек (однослойных)
• AUDIO INTERNATIONAL ENTERPRISE
• Онлайн калькулятор расчета индуктивности катушки с воздушным сердечником
• Индуктивность катушки с воздушным сердечником
• Калькулятор для расчета катушки индуктивности
• Расчет индуктивности катушки без сердечника
• Научный форум dxdy
• Онлайн-расчет катушки индуктивности

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Урок 287.

Индуктивность контура (катушки). Явление самоиндукции

Как рассчитать индуктивность катушек с замкнутыми сердечниками?

Суммарная индуктивность двух или нескольких катушек, соединенных последовательно и расположенных на таком расстоянии друг от друга, что магнитное поле одной катушки не пересекает витков другой рисунок 1 , равна сумме их индуктивностей.

При таком расположении катушек могут быть два случая, а именно:. Рисунок 3. Соединение катушек индуктивности: а суммарная индуктивность увеличивается за счет взаимной индукции б суммарная индуктивность уменьшается за счет взаимной индукции.

Увеличение магнитного потока, пронизывающего витки той или иной катушки, равносильно увеличению ее индуктивности. Рассуждая таким же образом, мы придем к выводу, что для второго случая, когда потоки направлены навстречу друг другу, общая индуктивность цепи будет меньше суммы индуктивностей отдельных катушек.

Имя обязательное. Бесплатное интернет издание посвященное электротехнике, электронике, радиотехнике и другим смежным областям.

Журнал состоит из нескольких качественных и полезных статей практической направленности. Видеокурс «Черчение схем в программе sPlan 7». Если Вы хотите научиться чертить электрические схемы, создавать рисунки и иллюстрации например при оформлении курсовых, дипломных, при публикации на сайте и т. Видеокурс «Программирование микроконтроллеров для начинающих». Если Вы хотите из новичка превратиться в профессиноала, стать высококлассным, конкурентноспособным и грамотным специалистом в области самого перспективного направления микроэлектроники, тогда изучите новый видокурс по микроконтроллерам!

В результате вы научитесь с нуля не тольно разрабатывать собственные устройства, но и сопрягать с ними различную переферию! Запомнить меня. Учебник по электронике. Главная Учебник по электронике. Соединение катушек. Похожие материалы: Индуктивность проводника Катушка индуктивности Энергия магнитного поля.

Обновить список комментариев.

Разнообразный формат статей, красочные иллюстрации, качественные видео материалы. Конфиденциальность данных гарантируется. Основы электроники. Ремонт своими руками. Видеокурс «Черчение схем в программе sPlan 7» Если Вы хотите научиться чертить электрические схемы, создавать рисунки и иллюстрации например при оформлении курсовых, дипломных, при публикации на сайте и т.

Видеокурс «Программирование микроконтроллеров для начинающих» Если Вы хотите из новичка превратиться в профессиноала, стать высококлассным, конкурентноспособным и грамотным специалистом в области самого перспективного направления микроэлектроники, тогда изучите новый видокурс по микроконтроллерам! Уверяю такого еще нет нигде!

Подпишись на мой канал youtube! Логин Пароль Запомнить меня Забыли пароль? Забыли логин? Desktop Version.

Расчет индуктивности катушек (однослойных)

Основные положения электромагнетизма, в том числе определение понятия индуктивность — здесь. Формулы и численные методы расчета катушек индуктивности, которые использует Coil32 , вы можете посмотреть в справочном разделе сайта, а именно:. Здесь приведены простые эмпирические формулы расчета индуктивностей, которые Coil32 не использует, но которые могут быть полезны и радиолюбителям и студентам. Во всех расчетных формулах таблицы все размеры в метрах, индуктивность в Генри. Имя обязательное. E-Mail обязательное. Подписаться на уведомления о новых комментариях.

Программа предназначена для расчета индуктивности катушек, С помощью программы Coil32 можно быстро рассчитать индуктивность катушки.

AUDIO INTERNATIONAL ENTERPRISE

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Перестал работать Mi band 4 1 ставка. Роботы уничтожат ваши рабочие места? А разве понятие «эфир» можно всерьёз рассматривать в электронике? Задача по физике 1 ставка. Провод КСПВ, вопрос к электрикам 1 ставка. Лидеры категории Антон Владимирович Искусственный Интеллект.

Онлайн калькулятор расчета индуктивности катушки с воздушным сердечником

Онлайн расчет многослойной катушки. Калькулятор считает по алгоритму с применением эллиптических интегралов Максвелла. Катушка индуктивности — винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении. Индуктивность катушки зависит от ее геометрических размеров, числа витков и способа намотки катушки. Чем больше диаметр, длина намотки и число витков катушки, тем больше ее индуктивность.

Катушки индуктивности предназначены для фильтрации токов высокой частоты.

Индуктивность катушки с воздушным сердечником

В частном ТЗ на разработку катушки указываются следующие требования к ее параметрам:. Расчет катушки с цилиндрическим сердечником. Расчетная схема катушки с цилиндрическим сердечником представлена на рис. На этом рисунке D к и D c — диаметры катушки и сердечника, l и l с — длины катушки и сердечника, соответственно. Расчет числа витков катушки производится по формуле, кото рая следует из выражения 9. Значение коэффициента L o для однослойных и многослойных катушек находится из графиков, представленных на рис.

Калькулятор для расчета катушки индуктивности

Тензор электромагнитного поля Тензор энергии-импульса 4-потенциал 4-ток. Индуктивность является электрической инерцией, подобной механической инерции тел. А вот мерой этой электрической инерции как свойства проводника может служить ЭДС самоиндукции. Характеризуется свойством проводника противодействовать появлению, прекращению и всякому изменению электрического тока в нём. Через индуктивность выражается ЭДС самоиндукции в контуре, возникающая при изменении в нём тока [4] :. При заданной силе тока индуктивность определяет энергию магнитного поля, создаваемого этим током [4] :. Практически участки цепи со значительной индуктивностью выполняют в виде катушек индуктивности [4].

Формула индуктивности; Базовая формула индуктивности катушки Величина запасенной энергии в индуктивности можно рассчитать по следующей.

Расчет индуктивности катушки без сердечника

Довольно часто перед радиолюбителем встает вопрос: Как рассчитать индуктивность катушки? Катушки используются и в. Программа для расчета индуктивности катушек, на разных каркасах: одно и многослойных, на ферритовых кольцах, в броневом сердечнике,плоской. Расчет катушки индуктивности онлайн.

Научный форум dxdy

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Расчёт катушки индуктивности

Индуктивность катушки зависит от ее геометрических размеров, числа витков и способа намотки катушки. Чем больше диаметр, длина намотки и число витков катушки, тем больше ее индуктивность. То что делает катушка индуктивности в колебательных контурах является очень важным и от правильного расчета зависит добротность контура. Если катушка индуктивности наматывается плотно виток к витку, то индуктивность ее будет больше по сравнению с катушкой, намотанной неплотно, с промежутками между витками.

Катушки индуктивности являются неотъемлемым элементом различных радиоэлектронных схем. Основным её свойством является наличие большой индуктивности при малой емкости и низком активном сопротивлении.

Онлайн-расчет катушки индуктивности

При заданной индуктивности, диаметре каркаса катушки и толщины намотки можно рассчитать число витков катушки, а так же определить диаметр провода и число слоев намотки. Следующая форма расчета позволит рассчитать кол-во витков катушки в зависимости от диаметра провода имеющегося у Вас в наличии. Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться. Ваш IP: Расчет числа витков многослойной катушки без сердечника. Радиотехнические калькуляторы Все размеры выражены в миллиметрах, а индуктивность в мкГн.

Катушкой индуктивности — это элемент электрической цепи с высоким значением индуктивности, при этом низкими емкостью и активным сопротивлением. Их используют:. Катушка представляет собой намотанную на каркасе проволоку в виде спирали, а намотка может быть однослойной или многослойной, виток к витку или с расстоянием.

Расчет индуктивности для двунаправленного преобразователя постоянного напряжения в автономных подводных аппаратах | Публикации

Введение

Подводный аппарат — небольшое судно или техническое устройство, используемое для выполнения разнообразных задач в толще воды и на морском дне. В отличие от подводной лодки, как правило, имеет ограниченные возможности по автономности и поэтому работает во взаимодействии с обеспечивающим судном-носителем. Подводные аппараты могут работать на глубине, недоступной для подводных лодок и водолазов. Данные аппараты предназначены для выполнения различных операций: визуального исследования линий подводных коммуникаций, патрулирования, исследования морского дна, контроля биоресурсной базы, разработки подводных месторождений полезных ископаемых, сейсморазведки, использования в качестве средств оповещения в чрезвычайных ситуациях и т. д.

Состояние проблемы и постановка задачи

В ведущих странах мира наблюдается тенденция к разработке автономных подводных аппаратов. Автономные подводные аппараты могут нести на борту акустические, оптические и электромагнитные сенсоры, которые необходимы для выполнения их работы. Теоретически использование подобных аппаратов позволяет существенно расширить радиус действия, снизить затраты на техническое обеспечение надводными судами, несущими специальное оборудование. В связи с этим возникает проблема питания данных аппаратов. Основным источником питания выступают аккумуляторные батареи.

С качественным изменением силовых электронных преобразователей и устройств хранения электроэнергии в последнее время в электроэнергетическом комплексе наблюдается повышенное внимание к использованию сетей постоянного тока [1] благодаря определённым преимуществам, по сравнению с классическими двигателями внутреннего сгорания или турбинными двигателями. Опыт электромобилей показывает, что интерес к данной теме не является беспочвенным [2]. Питание автономных устройств осуществляется с помощью аккумуляторов, имеющих относительно низкое напряжение, в то время как большинство потребителей должны питаться более высоким уровнем напряжения, что связано с обеспечением силовых узлов высокой энергоэффективностью [3].

Одним из основных вопросов, связанных с проектированием преобразователей постоянного напряжения, является расчёт и выбор катушки индуктивности. Значение индуктивности сильно влияет на характер работы преобразователя. Главной проблемой являются весогабаритные характеристики мощной катушки — самого тяжёлого и массивного компонента во всём преобразователе постоянного напряжения. Наиболее предпочтительным вариантом, с точки зрения проектировщика, является катушка малой индуктивности, обладающая небольшим весом и габаритами, которые позволяют создать более компактное устройство. С другой стороны, низкое значение индуктивности может не обеспечить непрерывность тока на нагрузки. Выбор значения индуктивности состоит в том, чтобы ток, сглаживаемый катушкой индуктивности, был бы непрерывным и при этом катушка имела минимальные массогабаритные показатели [4].

Теоретические исследования

На рис. 1 показан двунаправленный преобразователь постоянного напряжения со смешанным переключением, состоящий из двух коммутационных ячеек (ключей) S1 и S2 и индуктивности L. Ключи состоят из IGBT-транзистора и включённого антипараллельно ему диода. На стороне первичного напряжения размещается аккумуляторная батарея, а с другой стороны — нагрузка R, напряжение на которой можно регулировать путём открытия/закрытия IGBT-транзисторов. Преобразователь также содержит высокочастотный конденсатор в качестве энергетического буфера со стороны нагрузки C2 и сглаживающий конденсатор со стороны аккумуляторной батареи C1.

Рис. 1 Двунаправленный преобразователь постоянного напряжения

Для преобразователя постоянного напряжения в повышающем режиме минимальное значение индуктивности, необходимое для обеспечения работы преобразователя в режиме непрерывного тока, зависит от рабочего цикла установившегося режима, периода переключения и сопротивления нагрузки [5].

Длительность включенного состояния рассчитывается как T_O=DT,

где D — это рабочий цикл, заданный схемой управления, выраженный как отношение времени включения коммутатора к времени одного полного цикла переключения T.

Продолжительность выключения:
T_З = (1 − D) T.

Во время включенного состояния S2, которое имеет низкое сопротивление, наблюдается небольшое падение напряжения U_VT в IGBT-транзисторе. Существует также небольшое падение напряжения на индуктивности, равное I_RL. Таким образом, на катушку индуктивности подаётся напряжение, равное U_L = U_вх − (U_VT = I_RL).

Диод коммутационной ячейки S1 в это время не пропускает через себя ток. Напряжение, прикладываемое к правой стороне L, представляет собой напряжение на U_VT коммутационной ячейки S2. Ток катушки индуктивности протекает из положительной клеммы аккумуляторной батареи U_вх через S2 и далее идёт на отрицательную клемму. Во время включенного состояния напряжение на индукторе постоянно и равно входному. Ток в катушке индуктивности увеличивается в результате приложенного напряжения, и поскольку приложенное напряжение является постоянным, ток через катушку индуктивности будет увеличивается линейно [6].

Увеличение тока индуктора может быть рассчитано с использованием известного соотношения:

Так как частота коммутации велика (порядка нескольких десятков кГц), то выражение можно переписать в виде:

Увеличение тока в катушке индуктивности во включенном состоянии определяется выражением:

где ∆I⁺ — пульсационный ток индуктора. В течение этого периода весь ток выходной нагрузки подаётся выходным конденсатором С2 [7].

Когда S2 выключен, он представляет собой разрыв цепи. Поэтому, поскольку ток, текущий в катушке индуктивности, не может мгновенно меняться, ток перенаправляется от S2 к S1. Из-за уменьшения тока в катушке индуктивности напряжение на ней поменяет полярность, пока диод ключа S1 не откроется. Напряжение, приложенное к левой стороне катушки, остаётся таким же, как и раньше (U_вх − U_VT − I_LR_L). Напряжение, приложенное к правой стороне катушки индуктивности, теперь является выходным напряжением Uвых. Ток катушки индуктивности теперь течёт от аккумуляторной батареи через диод ключа S1 до выходного конденсатора C2 и нагрузки. В выключенном состоянии напряжение на индукторе постоянное и равно U_L=(U_вых + U_VD + IR_L) − U_вх.

Следовательно, ток в катушке индуктивности уменьшается в выключенном состоянии S2:

Величина ∆I^— также является пульсационным током катушки индуктивности.

В стационарных условиях увеличение тока ∆I⁺ во время включения и уменьшение тока ∆I^— во время выключения равны. В противном случае ток катушки индуктивности будет иметь или увеличение, или уменьшение от цикла к циклу, которое не будет являться уравновешенной системой. Установка двух значений ∆I, равных друг другу, эквивалентна балансировке вольт-секунд на индуктивности. Вольт-секунда, подаваемая на индуктор, является произведением прилагаемого напряжения и временем его применения. Поэтому эти два уравнения могут быть приравнены:

Выразив U_вых через U_вх , можно записать:

С учётом того, что мощность на катушке может быть найдена:

а ток I может быть найден путём сложения тока при открытом и закрытом ключе S2, ток пульсации катушки индуктивности также можно выразить следующим уравнением:

Среднеквадратичный ток в катушке индуктивности превосходит ток нагрузки на 1/3 от выходного тока. Поэтому в двунаправленном преобразователе в повышающем режиме катушка индуктивности, силовые переключатели и конденсатор работают под более высокими токами по сравнению с каскадным преобразователем, что приводит к большей потери мощности, а также вызывает насыщение активной катушки [8]. Ток через катушку индуктивности можно представить в следующем виде:

Если номинальная мощность нагрузки определяется P_H= U_выхI_H , то

С учётом того, что

I_min=I − ∆I^—; I_max= I + ∆I⁺,

можно записать максимальные и минимальные значения тока в катушке индуктивности. В силовых цепях потерями напряжения на полупроводниковой технике можно пренебречь, т. к.

U_вх >> U_VT + U_VD(1 − D),

поэтому можно записать:

Значение индуктивности, для которого ток индуктивности будет находиться только на краю режима прерывистого тока, будет определяться уравнением

Приняв U_VT, U_VT и R_L равными нулю, можно записать:

Результаты моделирования

Графики зависимостей I_min = f (L) и I_max = f (L), полученные при U_вх = 10 В; U₂ = 20 В; f = 10 кГц;

I_Н = 10 А, представлены на рис. 2.

Рис. 2. Графики зависимостей Imin = f (L) и Imax = f (L) для преобразователя постоянного напряжения

Из графика видно, что при значении индуктивности L = 2,2·10^—5 Гн ток катушки достигает отрицательного значения, поэтому следует выбрать значение индуктивности преобразователя равным L = 22 мкГн. Однако из-за небольшого падения напряжения на катушке индуктивности и полупроводниковых ключей полученные значения будут немного отличаться от реальных.

На рис. 3 представлена симуляция преобразователя постоянного тока, выполненная в пакете Simulink.

Рис. 3. Модель преобразователя постоянного токаРис. 4. Осциллограммы тока и напряжения на выходе преобразователя постоянного напряжения

Как можно заметить из графиков тока и напряжения на нагрузке, значение индуктивности полностью удовлетворяет минимальному уровню индуктивности для обеспечения режима непрерывного тока. В то же время симуляция показала, что D должно составлять не 0,5, а 0,35 из-за падения сопротивления в катушке индуктивности (0,1 Ом), IGBT-транзисторе и диоде (Uпр = 0,6 В; R = 0,001 Ом).

Для защиты IGBT-транзисторов можно использовать демпфирующие конденсаторы, ёмкость которых определяется по формуле [9]

Таким образом, рассмотренным выше методом можно найти значение индуктивности для преобразователя постоянного напряжения, необходимое для обеспечения режима непрерывного тока.

Заключение

Рассмотрено применение преобразователей постоянного тока для питания приёмников в автономных подводных аппаратах. Выведено выражение, описывающее колебания тока в режиме непрерывного тока с определёнными допущениями. Показано, что для обеспечения работы преобразователя постоянного тока в режиме непрерывного тока индуктивность должна быть больше определённого значения, при этом массогабаритные показатели катушки должны быть минимальными. Проведённая симуляция преобразователя постоянного тока, выполненная в пакете Simulink, подтверждает правильность методики определения минимального значения индуктивности для обеспечения работы преобразователя постоянного тока в режиме непрерывного тока.

Список литературы

1. Chernyi S., Zhilenkov A. Modeling of complex structures for the ship’s power complex using xilinx system // Transport and telecommunication. 2015. V. 16 (1). P. 73–82. DOI: 10.1515/ttj-2015-0008.
2. Avdeyev B. A., Vyngra A. V. Increase of operating efficiency of ship electrical generating plant with shaft generator // Интеллектуальные энергосистемы: тр. V Междунар. молодёж. форума (Томск, 9–13 октября 2017 г.): в 3 т. Томск: Изд-во ТПУ, 2017. Т. 1. C. 255–258.
3. Nyrkov A., Sokolov S., Zhilenkov A., Chernyi S. Complex modeling of power fluctuations stabilization digital control system for parallel operation of gas-diesel generators // Proceedings of the 2016 IEEE north west Russia section young researchers in electrical and electronic engineering conference (Санкт-Петербург, 2–3 февраля 2016 г.): Eiconrusnw, 2016. P. 636–640. DOI: 10.1109/EIConRusNW.2016.7448264.
4. Иванов А. В., Немировский А. Е. Силовая электроника. Выпрямители: учеб. пособие. Вологда: Изд-во ВоГУ, 2015. 119 с.
5. Лукутин Б. В., Обухов С. Г. Силовые преобразователи в электроснабжении: учеб. пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2007. 144 с.
6. Lai J. S., Nelson D. J. Energy management power converters in hybrid electric and fuel cell vehicles // Proceedings of the IEEE. 2007. V. 95. P. 766–777.
7. Токарев Л. Н. Судовая электротехника и электромеханика. СПб.: Береста, 2006. 320 с.
8. Chung Y., Liu W., Schoder K., Cartes D. A. Integration of a bi-directional DC-DC converter model into a real-time system simulation of a shipboard medium voltage DC system // Electric Power Systems Research. 2011. V. 81. P. 1051–1059.
9. Dijk E. PWM-Switch Modeling of DC–DC Converters // IEEE Transactions on Power Electronics. 1995. V. 10. N. 6. P. 659–665.

Информация об авторе

Борис Александрович Авдеев — доцент кафедры электрооборудования судов и автоматизации производства, Керченский государственный морской технологический университет.

Источник: ©Б. А. Авдеев, «Вестник АГТУ». Серия «Морская техника и технология», №4 2018

РАДИО РАСЧЕТЫ

РАДИО РАСЧЕТЫ

РАДИО РАСЧЕТЫ

Вот несколько калькуляторов для электронных/радиосхем. Они довольно грубо, но они работают. Обратите внимание, что эти формулы теперь принимают «с плавающей запятой». переменные (значение индуктивности 0,01 является допустимым числом).

Резисторы последовательно (или конденсаторы параллельно)

Просто добавьте их вместе!

Резисторы, включенные параллельно (или конденсаторы, включенные последовательно)

Формула: Эффективное сопротивление = (R1 x R2) / (R1 + R2)
(все единицы одинаковы, Ом/Фарады и т. д.)

Реактивное сопротивление конденсатора

Формула: реактивное сопротивление = 1 / (2 * Pi * F * C)

Частота (Гц) [F]	Цоколь (пФ) [C]
Реактивное сопротивление (Ом)

Инструкции для калькулятора

Я добавил сюда несколько калькуляторов. Каждый раз, когда вы видите текст [Enter] вас спрашивают для ввода данных в поле. Если вы ранее использовали другой калькулятор то для вас уже будут введены начальные значения по умолчанию. Это результаты предыдущего расчета. Конечно, вы можете ввести новые значения.

Конденсаторы (C1, C2 и C3)

С1, С2 и С3 соединены последовательно и образуют один подстроечный конденсатор около 60 пф. Отношения C2:C3 определяют коэффициент усиления, и их значения могут варьироваться. достаточно много. В общем, C2 = 3-кратная длина волны, C3 = 9х длина волны. С1 может быть любое значение от длины волны 1x до длины волны 10x и обычно выбирается для точной настройки частота осциллятора. Сделайте начальное значение C1 примерно таким же, как C2. фактические значения могут варьироваться в довольно широком диапазоне. Этот калькулятор рассчитает общая емкость настройки для выбранных вами значений.

В приведенном выше калькуляторе введите частоту и нажмите «ПОКАЗАТЬ C1, C2 и C3». и значения C1, C2 и C3 будут отображаться. Если вы затем нажмете кнопку Кнопка «SHOW CAPACITANCE», вы увидите значение эффективного настроечного конденсатора. это будет резонировать с L1. Вы также можете ввести свои собственные значения C1, C2 и C3. найти эффективный подстроечный конденсатор, который будет резонировать с L1.

Индуктор (L1)

Катушка индуктивности L1 резонирует с общей емкостью выше, чтобы определить рабочая частота. Если вы знаете емкость, только что прочитав предыдущую главу, затем используйте свою базовую частоту (транспонированную), чтобы дать индуктивности, или введите свои значения в этот маленький калькулятор:

Обмотка катушки

Теперь вы знаете индуктивность и емкость, это просто купить и вставьте эти значения в схему. Но если вы действительно хотите накрутить катушки самостоятельно, то вы, вероятно, будете использовать либо катушку с воздушным сердечником диаметром 6 мм. шпангоуты или использовать шпангоуты с ферритовым сердечником. Существуют точные формулы для использовать, но мне нравится этот метод. Вставьте требуемую индуктивность и нажмите кнопку кнопка.

Пожалуйста, помните, что этот последний «расчет» очень приблизителен. так как многое зависит от индивидуального бывшего. Предполагается «ферритовый сердечник». быть перемотанным ЕСЛИ может.

Реактивное сопротивление катушки индуктивности

Формула: реактивное сопротивление = 2 * Pi * F * L

Частота (Гц) [F]	Индуктивность (мкГн) [л]
Реактивное сопротивление (Ом)

Основная частота

Формула: Частота (F) = 1 / (2 * Pi * Sqrt(LC))

Однослойная катушка

Формула:

Многослойная катушка

Формула:

Оценка радиатора

Рассчитывает эффективный коэффициент повышения температуры мерный радиатор. ОТКРЫТАЯ площадь поверхности радиатора в квадратных сантиметрах.

Формула:

градусов по Цельсию на ватт = 50 / Sqrt (площадь кв-см)

Площадь (кв. см) [A]	Только открытые участки.
Градусов C/Ватт

Расчет радиатора

Вычисляет площадь поверхности радиатора, необходимую для данного радиатора температурный коэффициент.

Формула:

Требуемая площадь (кв. см) = кв. м (50/C-ватт)

Аттенюаторы — тип «T» и «H»

Формулы:

Входные/выходные мощности могут быть в любых электрических единицах, которые вы предпочитаете, например: Мегаватты, пиковатты, джоули, обороты беговой дорожки для хомяков в час и т. д.

Отрицательные значения сопротивления возникают при невозможных значениях сопротивления. вводятся входное и выходное сопротивление и затухание. Для Например, невозможно провести 50-омную линию от 600-омной. линии и иметь коэффициент затухания по напряжению менее 6,78

Аттенюаторы — квадратные (или коробчатые) Тип

Формулы:

Входные/выходные мощности могут быть в любых электрических единицах, которые вы предпочитаете, например: Мегаватты, пиковатты, джоули, обороты беговой дорожки для хомяков в час и т. д.

Опять же, отрицательные значения указывают на невозможное затухание. ситуация.

ГЛАВНАЯ страница

ФОРМУЛЫ И КАЛЬКУЛЯТОРЫ

Обновлено 22.11.13
Формулы этой страницы:

Резонансная частота LC-контура — с калькулятором

Индуктивное сопротивление катушки

Емкостное реактивное сопротивление конденсатора

Индуктивность однослойного соленоида (катушки) — с калькулятором

Индуктивность паутинной (спиральной) катушки

Q катушки

Измерение собственной емкости катушки

Преобразование серии

в параллельную схему

Сопротивление переменному току/длина провода

Толщина кожи для меди

Ток диода и динамическое сопротивление

Для некоторых из перечисленных формул предусмотрены калькуляторы. Этот процесс выполняется с использованием ЦП вашего компьютера в сочетании с JavaScript, загруженным с веб-страницы. В большинстве случаев вы видите форму на веб-странице, она работает на основе скрипта. Большинство браузеров теперь поддерживают сценарии, включая Explorer 4.5 и выше, Netscape 4.6 и выше, а также текущий Mozilla Foxfire. Возможно, вам потребуется «включить» сценарии. Посмотрите в меню ПОМОЩЬ на панели инструментов вашего браузера.

Калькуляторы, которые мы закодировали до сих пор, просты в использовании и начинаются с отображения типичного решения. RESET вернет вас к типичному исходному решению. Если формула требует N параметров, введите все N или N-1 и нажмите круглую кнопку параметра, который вы хотите рассчитать/обновить. Если появится интерес к ним, мы добавим больше. Дайте нам знать, что вы хотели бы видеть добавленным/измененным. Конструктивные предложения и комментарии приветствуются и приветствуются!

---

Резонансная частота LC-контура — с помощью калькулятора

, где f — частота в герцах, индуктивность L в генри и емкость C в фарадах.

Для вещательного диапазона AM типичные значения индуктивности (катушка) находятся в диапазоне от 250 мкГн. Значения емкости варьируются от десятков пф до нескольких сотен пф. 365-фунтовые воздушные регулируемые колпачки являются обычным явлением.

КАЛЬКУЛЯТОР Частоты-Индуктивности-Емкости (FLC)

Введите любые две из трех переменных. Выберите и нажмите кнопку, чтобы решить третий.

Частота в кГц л в мкГн CAP in pf

Выберите: частота L, индуктивность С, емкость

---

Индуктивное сопротивление катушки

где f — частота в герцах, а L — индуктивность катушки в генри. X — импеданс катушки по переменному току. Пример: на частоте 1 МГц с L, равным 250 мкГн, X = 2*3,14*1*exp(6)*250*exp(-6)= 1570 Ом. exp(6) означает 10 в шестой степени или 1 000 000.

---

Емкостное реактивное сопротивление конденсатора

, где f — частота в герцах, а C — емкость в фарадах. X — импеданс конденсатора по переменному току. Пример: при частоте 1 МГц при C, равном 105 пФ, X = 1/(2*3,14*1*exp(6)*105*exp(-12) = 1516 Ом.

---

Индуктивность однослойного цилиндра (Катушка) — с калькулятором

где L в мкГн, N это витки, длина «l» в дюймах, радиус катушки r в дюймах и шаг, p, в дюймах Шаг это расстояние между центром один виток и следующий.Np длина катушки.Калькулятор ниже использует вторую формулу.Первая приписывается Уилеру,вторая небольшая адаптация.Показанный пример сброса для катушки с L=250 мкГн, радиус 1.75 дюйма, с 61 витком и расстоянием между обмотками 0,05 дюйма.

КАЛЬКУЛЯТОР КАТУШЕК

Введите любые три из первых четырех переменных. Выберите и нажмите на круглую кнопку, чтобы решить для четвертого.
Длина рассчитывается по шагу и оборотам. Если витки намотаны близко друг к другу, шаг равен диаметру проволоки.

л в мкГн Радиус, r, дюймы Обороты, Н Шаг, p, дюймы

Длина, дюймы

Выберите: L радиус Н шаг

---

Индуктивность паутинной (спиральной) катушки

Катушка «Паук» (спираль) производит более сильный сигнал, чем ее родственница, стандартная цилиндрическая катушка с закрытой обмоткой. Это достигается путем отделения соседних обмоток друг от друга, что уменьшает эффект близости между проводами, при этом чем ближе они проходят по току в одной, тем больше сопротивление другой. Разделение соседних витков осуществляется путем разбиения каждого полного витка на нечетное число сегментов, при этом каждый дополнительный сегмент наматывается на противоположную сторону плоской формы. Это возможно за счет вырезания нечетного числа радиальных щелей, идущих от внешнего края центральной опоры формы. Обмотки первых витков показаны на рисунке 1. Намотка начинается снизу внутреннего кольца формы; следовательно, первый и все нечетные сегменты первого поворота будут отображаться вверху, как указано цифрой «1». Последний сегмент поворота 1, сегмент 9, выходит наверх и делает зигзаги, чтобы стать витком 2, при этом он снова уходит под форму. Следующий сегмент поворота 2 находится сверху, как указано, и так далее. Индуктивность катушки спайдера определяется ее внутренним и внешним радиусами, а также диаметром и расстоянием между используемыми проводами. Вот уравнение для катушки паутины, полученное из оригинальной формулы Уилера для цилиндрических катушек:

Для нашей формулы катушки внутренний диаметр, Di, представляет собой отверстие в центре катушки, а внешний диаметр измеряет полную длину катушки. Например, используя 56 витков литцендрата 150/45, внутренний диаметр 1,6 дюйма и внешний диаметр 4,2 дюйма, формула говорит, что индуктивность катушки составляет 254 мкГн. Установленный в наборе кристаллов, это казалось правильным, учитывая, что колпачок 365 pf настраивал диапазон примерно от 550 до 1500 кГц. См. страницу загрузки файлов для более подробной информации.

---

Добротность катушки

, где омега — 2(pi)f, f — в герцах, L — в генериях, а (AC) r — в омах. Пример: на частоте 1 МГц катушка 250 мкГн с сопротивлением переменного тока 6 Ом имеет Q = 2*3,14*1*exp(6)*250*exp(-6)/6 = 261. Q пропорциональна диаметру формы катушки. и обратно пропорциональна сопротивлению переменного тока в катушке. Следовательно, катушка диаметром 3,5 дюйма с литцендратом (многожильный провод с низкими потерями) будет иметь гораздо более высокую добротность, чем катушка с соединительным проводом, намотанным на 2-дюймовую форму. Селективность кристалла se обратно пропорциональна Q; то есть полоса пропускания параллельно настроенного контура при близком резонансе равна его частоте, деленной на эффективную полосу пропускания, BW.

---

Измерение собственной емкости катушки — с использованием двухчастотного метода

, где Co — собственная емкость, а C2 и C1 — значения измерений. Рассматриваемая катушка резонирует на частоте f2 и измеряется емкость C2. (Возможно, с помощью измерителя емкости). Затем катушка резонирует на частоте f1, которая равна удвоенной частоте f2, и измеряется необходимая емкость C1. Затем по приведенной выше формуле рассчитывается собственная емкость катушки. Пример: А 9Катушка 0 мкГн резонирует на частоте 909 кГц с конденсатором 340 пФ. Затем катушка снова резонирует на удвоенной частоте 1818 кГц с конденсатором 80 пф. Следовательно, собственная емкость = (340 — 4 * 80)/3 = 6,6 пф. Вывод формулы см. в сентябрьском выпуске информационного бюллетеня XSS за 2007 г.

---

Преобразование последовательной цепи в параллельную — на заданной частоте

где Rp и Xp — эквивалентные значения параллельной цепи на определенной частоте, соответствующей последовательной цепи. Подробности см. в статье 1: Эквивалентные последовательные и параллельные цепи. Пример: Резистор 50 Ом, включенный последовательно с конденсатором 100 пф на частоте 1 МГц, имеет эквивалентную параллельную цепь на этой частоте резистора 50,7 К, соединенного параллельно с емкостью около 100 пф.

---

Сопротивление переменному току/длина провода

где R — сопротивление провода переменному току в Ом/фут, f — в Гц, а D — диаметр провода в дюймах.