Методические указания по лабораторным работам “Устройства функциональной электроники и электрорадиоэлементы”, “Электроэлементы ЭВА”, страница 4

В катушках индуктивности часто применяют сердечники. Катушки конструируют так, чтобы обеспечивалась возможность перемещения сер­дечника или его построечного элемента относительно катушки. Это обеспечивает регулировку индуктивности, что позволяет устранить по­грешности, обусловленные неточностью изготовления, разбросом пара­метров сердечников и т.д.

При введении магнитного сердечника в катушку ее индуктивность увеличивается в  раз (-действующее значение магнитной проницаемости сердечника, определяемое отношением индуктивности катушки и индуктивности этой катушки, но без сердечника). При этом в катушке возникают дополнительные потери, обусловленные сердеч­ником.

Поэтому:   

       ,                                 (1.13)

где  Q_c - добротность катушки сердечником;

- сопротивление потерь катушки без сердечника, Ом.

      С ростом частоты электрических колебаний значение  пада­ет, а сопротивление , возрастает, в результате добротность ка­тушки понижается. Частота, при которой - граничная часто­та сердечника .

      Необходимо знать, что сопротивление потерь в сердечнике обусловлено потерями на гистерезис - , на  вихревые токи -  и на магнитное последействие - :

             .                                                        (1.14)

      Немагнитные сердечники применяют для подстройки катушек индук­тивности в пределах (3-5) % в области коротких с и ультракоротких волн.

Добротность катушек с немагнитным сердечником понижается из-за уменьшения индуктивности и увеличения сопротивления потерь. Поэтому для уменьшения влияния немагнитного сердечника на доброт­ность катушки необходимо изготавливать сердечники из материалов с хорошей

 1.3. Сущность работы

В процессе лабораторной работы студенты изучают конструкции однослойных катушек индуктивности и применяемых экранов и сердеч­ников, измеряют индуктивности и определяют количественные харак­теристики влияния конструктивного выполнения катушек на величину добротности, индуктивности и собственной емкости.

проводимостью: меди, латуни.

1.4. Описание лабораторной работы

В работе используется измеритель добротности, измерительный
контур которого изображен на рис.1.1, и набор катушек   индуктивности

              Рис.1.1

 Измерительный контур прибора типа Е4-4

Зная частоту собственных колебаний контура и величину его емкости, легко рассчитать значение индуктивности. В куметре Е4-4 индуктивности катушек измеряют на нескольких частотах настройкой измерительного контура в резонанс с генератором   путем изменения емкости измерительного конденсатора, на лимбе которого нане­сена шкала индуктивностей. Точность измерения зависит от величины собственной емкости катушки и возрастает с увеличением введенной в измерительный контур емкости.

Следует помнить, что принцип измерения добротности заключа­ется в измерении напряжения Е, подводимого в контур, и напряже­ния  на реактивном элементе в момент резонанса. Отношение ука­занных напряжений равно добротности контура.

Для определения собственной емкости катушки генератор наст­раивается на частоту , а затем на частоту . Получаем си­стему двух уравнений с двумя неизвестными, решение которой дает величину собственной емкости катушки.

1.5. Порядок  выполнения работы

1.5.1. Получив допуск к работе и разрешение преподавателя на включение куметра, поставить все ручки прибора в рабочее положе­ние и прогреть его в течение 20 мин. В течение этого времени изу­чить конструкции исследуемых катушек индуктивности. Составить таб­лицу для записи измеряемых величин.

1.5.2. Исследовать влияние конструктивного выполнения кату­шек индуктивности на их электрические параметры, для чего необ­ходимо:

I) измерить добротность и индуктивность катушек с различ­ным конструктивным выполнением экранов и элементов подстройки;

2) измерить величину собственной емкости катушек различного конструктивного выполнения;

3) исследовать зависимость добротности катушек от частоты электрических колебаний.