Конструктивно проектиране на индуктивна бобина

[Mozo]

ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ
София

КУРСОВА РАБОТА
По дисциплината „Конструиране на
Комуникационна апаратура”

Тема: Конструктивно проектиране на индуктивна бобина





Изготвил:Иван Фелонов Проверил: ас. Милен Тодоров
Факултет: ФТК /................................../
Група: 36
Фак. №: 111214104

05.12.2016г.
I. Задание: Да се проектира бобина за термостатиран паралелен трептящ кръг при работна честота f = 200 kHz и ток Im =11mA със стирофлексен кондензатор с номинален капацитет C=220 pF и температурен коефициент на капацитета TKC = αc = -220.10-6 ˚C-1.
II. Теоретична част:
Бобината е пасивен индуктивен елемент, използван в електротехниката за съхраняване на енергия под формата на магнитно поле, създавано от протичащ през бобината електрически ток. Способността й да съхранява енергия се измерва чрез нейната индуктивност.
Индуктивността е резултат от образуваното около проводника магнитно поле, което се противопоставя на измененията в протичащия през него ток. Токът през проводника създава магнитен поток, пропорционален на тока, а промените в тока предизвикват съответна промяна в магнитния поток, която от своя страна, съгласно закона на Фарадей, създава електродвижеща сила, противопоставяща се на промените в тока. Индуктивността е величина, съответстваща на размера на възникващата електродвижеща сила за единица промяна в тока. Например, бобина с индуктивност 1 H генерира електродвижеща сила от 1 V, когато протичащият ток се изменя с 1 A/s. Върху размера на индуктивността оказват влияние броят и размерите на навивките, както и материалът на сърцевината, около която са навити. Така магнитният поток може да бъде увеличен многократно, ако проводникът се навие около материал с висока магнитна проницаемост, като желязото.
Бобините обикновено се конструират като намотки проводник, най-често медна тел, навити около сърцевина от въздух или от твърд феромагнитен или феримагнитен материал. Сърцевината от материал с магнитна проницаемост, по-висока от тази на въздуха, усилва магнитното поле и го задържа близо до бобината, като по този начин чувствително увеличава нейната индуктивност. Нискочестотните бобини се конструират като трансформатори, със сърцевина от електротехническа стомана, ламинирана, за да се предотврати възникването на токове на Фуко. Меките ферити се използват за сърцевина при честоти над звуковите, тъй като имат по-малки загуби на енергия при високи честоти, отколкото железните сплави.
Бобините могат да бъдат обединени в най-различни групи: без и с феромагнитна сърцевина(тороидална, чашкообразна и цилиндрична),еднослойни и многослойни.Използваните в комуникационните апаратури бобини имат индуктивност от единици нанохенри до стотици милихенри. При наличие на феромагнитна сърцевина, индуктивността нараства спрямо тази без сърцевина, поради концентрацията на магнитното поле в сърцевината.
За да се намалят загубите от вихрови токове в сърцевината на бобината, тя се изработва от феромагнитни материали с голямо специфично съпротивление (магнитодиелектрици – карбонилно желязо и алсифер , ферити). Ефективната магнитна проницаемост на еднослойна бобина е по-голяма от тази на многослойна със същия диаметър на основата и това се дължи на по-голямата близост на сърцевината до навивките на бобинаталойни, с постоянна и променлива индуктивност и т.н.
Паразитният капацитет на една бобина варира в границите от части от пикофарада до няколко десетки пикофарада. Най-малък е за едноредовите бобини, а най-голям-за бобините с феромагнитната сърцевина. Изключително важен параметър на бобините е техният качествен фактор, който характеризира относителния дял на активните загуби в намотката, собствения капацитет, сърцевината и екрана. Загубите могат да бъдат загуби при постоянен ток и допълнителни загуби вследствие на повърхностния ефект (скин-ефекта) и ефекта на близост. Най-силно влияние върху параметрите на една бобина оказват температурата и влагата.

Целият материал: