Меню

3 предложите способы определения индуктивность катушки

какими методами можно определить индуктивность катушки ?

1. Резонансный — то есть измерить частоту колебательного контура из этой катушки и известного конденсатора
2. Мостовой — сбалансировать мост в противоположных плечах которого исследуемая катушка и образцовая
3. Импедансометрический — измерить индуктивное сопротивление на известной частоте (куча тонких разновидностей)
3а. Импульсный импедансометрический. То же, только подаётся не гармонический сигнал а импульсный и производится преобразование отклика по Фурье или Хевисайду
4. Бифуркационный — измерение глубины обратной связи в усилителе, при которой возникает возбуждение, при условии, что одним из элементов ПОС является исследуемая катушка
5. Метод ЭДС индукции — определение ЭДС, вызванное известным изменением магнитного поля (например с помощью другой катушки
5а. Баллистиеский — измерение интеграла тока, вызванного ЭДС индукции
6. Метод шумовой импедансной спектроскипии — измеряется спектр шумов цепи с исследуемой катушкой. Или автокорреляционная функция этих шумов.

Почитать. По 1-3 и 5 — в любом учебнике по приборам и технике эксперимента, например у Бонч-Бруевича.
Метод 3 реализован во ВСЕХ современных приборах, см. например ответ Массаракша, так что можно просто прпочитать инструкцию. На сайте какого-нибудь знаменитого в этой области производителя, например Солартрона, или Гамри. Или, даже, Элинса.
Метод 4 изложен в 4-х известных ме диссертациях (3 кандидатскийх и 1 докторкая) и десятке специальных публикаций. Так что если найдёте. (искать на фамилии Ёлкин и Хозатова)
Метод 6 — если достанете книги Сергея Тимашева. .

Извините, зная геометрию можно не ОПРЕДЕЛИТЬ, а РАССЧИТАТЬ.
Индуктивность катушки конечно тоже можно, зная диаметр, число витков и проницаемость материала сердечника. Ну и длина может влиять.

Источник

Индуктивность катушки, её назначение, характеристики, формулы

Время на чтение:

Индуктивность — это физическая величина, характеризующая магнитные свойства электрической цепи. В некоторых источниках её называют коэффициентом самоиндукции, так как она зависит от текущего в замкнутом контуре тока и создаваемого им магнитного потока. Для определения величины этого показателя применяют несколько вариантов расчёта, которые основываются на различных физических параметрах.

Общие сведения

Для того чтобы понять, от чего зависит индуктивность катушки, необходимо подробно изучить всю информацию об этой физической величине. Первым делом следует рассмотреть принятое международное обозначение параметра, его назначение, характеристики и единицы измерения.

Само понятие индуктивности было предложено известным английским физиком Оливером Хевисайдом, который занимался её изучением. Этот учёный подарил миру и другие известные термины — электропроводимость, магнитная проницаемость и сопротивление, а также ЭДС (электродвижущая сила).

Первая буква фамилии другого знаменитого физика — Эмилия Ленца — была взята в качестве обозначения индуктивности в формулах и при проведении расчётов. В наше время символ L продолжает использоваться при упоминании этого параметра.

Выдающийся американский физик Джозеф Генри первым обнаружил явление индуктивности. В его честь физики назвали единицу измерения в международной СИ, которая чаще всего используется в расчётах. В других системах (гауссова и СГС) индуктивность измеряют в сантиметрах. Для упрощения вычислений было принято соотношение, в котором 1 см равняется 1 наногенри. Очень редко используемая система СГСЭ оставляет коэффициент самоиндукции без каких-либо единиц измерения или использует величину статгенри. Она зависит от нескольких параметров и приблизительно равняется 89875520000 генри.

Среди основных свойств индуктивности выделяются:

  1. Величина параметра никогда не может быть меньше нуля.
  2. Показатель зависит только от магнитных свойств сердечника катушки, а также от геометрических размеров контура.

Способы расчёта

Существует несколько основных способов определить индуктивность катушки. Все формулы, которые будут использоваться в расчётах, легко можно найти в справочной литературе или интернете. Весь процесс вычисления довольно простой и не составит труда для людей, имеющих элементарные математические и физические знания.

Через силу тока

Этот расчёт считается самым простым способом определения индуктивности катушки. Формула через силу тока вытекает из самого термина. Какова индуктивность катушки — можно определить по формуле: L=Ф/I, где:

  • L — индуктивность контура (в генри);
  • Ф — величина магнитного потока, измеряемого в веберах;
  • I — сила тока в катушке (в амперах).

Такая формула подходит только для одновиткового контура. Если катушка состоит из нескольких витков, то вместо величины магнитного потока используется полный поток (суммарное значение). Когда же через все витки проходит одинаковый магнитный поток, то для определения суммарного значения достаточно умножить величину одного из них на общее количество.

Соленоид конечной длины

Соленоид представляет собой тонкую длинную катушку, где толщина обмотки значительно меньше диаметра. В этом случае расчёты ведутся по той же формуле, что и через силу тока, только величина магнитного потока будет определяться следующим образом: Ф=µ0NS/l, где:

Читайте также:  48 способов власти аудиокнига

  • µ0 — магнитная проницаемость среды, определяющаяся по справочным таблицам (для воздуха, который принимается по умолчанию в большинстве расчётов, она равна 0,00000126 генри/метр);
  • N — количество витков в катушке;
  • S — площадь поперечного сечения витка, измеряемая в квадратных метрах;
  • l — длина соленоида в метрах.

Коэффициент самоиндукции соленоида можно рассчитать и исходя из способа определения энергии магнитного потока поля. Это более простой вариант, но он требует наличия некоторых величин. Формула для нахождения индуктивности — L=2W/I 2 , где:

  • W — энергия магнитного потока, измеряемая в джоулях;
  • I — сила тока в амперах.

Катушка с тороидальным сердечником

В большинстве случаев тороидальная катушка наматывается на сердечник, изготовленный из материала, обладающего большой магнитной проницаемостью. В этом случае для расчётов индуктивности можно использовать формулу для прямого соленоида бесконечной длины. Она имеет такой вид: L=N µ0 µS/2 πr, где:

  • N — число витков катушки;
  • µ — относительная магнитная проницаемость;
  • µ0 — магнитная постоянная;
  • S — площадь сечения сердечника;
  • π — математическая постоянная, равная 3,14;
  • r — средний радиус тора.

Длинный проводник

Большинство таких квазилинейных проводников имеет круглое сечение. В этом случае величина коэффициента самоиндукции будет определяться по стандартной формуле для приближённых расчётов: L= µ0l (µelnl/r+ µi/4)/2 π. Здесь используются следующие обозначения:

  • l — длина проводника в метрах;
  • r — радиус сечения провода, измеряемый в метрах;
  • µ0 — магнитная постоянная;
  • µi — относительная магнитная проницаемость, характерная для материала, из которого изготовлен проводник;
  • µe — относительная магнитная проницаемость внешней среды (чаще всего принимается значение для вакуума, которое равняется 1);
  • π — число Пи;
  • ln — обозначение логарифма.

Варианты измерения

Индуктивность катушки в физике определяется путём выполнения вычислений. Однако эту величину можно не только рассчитать, но и измерить. Делается это при помощи прямого или косвенного метода.

Прямой метод

Для измерения индуктивности катушки этим методом необходимо использовать специальные мостовые или прямопоказывающие устройства. С их помощью можно получить максимально точные данные, которые помогут выбрать требуемую катушку для схемы.

Порядок проведения измерений включает в себя следующие этапы:

  1. К прямопоказывающему приспособлению подключают катушку.
  2. После этого постепенно изменяют диапазоны измерений. Это делается до тех пор, пока получаемый результат не будет находиться примерно в середине интервала.
  3. Полученный результат фиксируют и высчитывают с учётом цены деления прибора, а также коэффициента, соответствующего положению переключателя.

Прямой метод измерения можно применить и при определении индуктивности с помощью мостового приспособления. Оно имеет более точную шкалу, поэтому позволяет получить достоверные данные.

Измерение выполняют путём проведения таких действий:

  1. Включённый мостовой прибор подсоединяют к катушке, индуктивность которой необходимо определить.
  2. Аналогично прямопоказывающему устройству проводят переключение интервалов измерений.
  3. После каждого такого действия ручку регулятора балансировки моста поочерёдно перемещают в одно и другое предельное положение.
  4. Как только удалось определить диапазон, в котором мост будет сбалансирован, можно выполнять дальнейшие действия.
  5. На следующем этапе измерений выполняется постепенное перемещение стрелочного индикатора.
  6. После того как в динамике прибора исчезнет звук, необходимо зафиксировать показатели.
  7. Затем их рассчитывают в соответствии с ценой деления шкалы и предусмотренным коэффициентом.

Косвенное определение

Для того чтобы измерить коэффициент самоиндукции, необходимо провести несколько подготовительных мероприятий. В первую очередь нужно собрать измерительную цепь по стандартной схеме, а также подготовить все необходимые приспособления (генератор синусоидального напряжения, частотомер, а также миллиамперметр и вольтметр, рассчитанные на переменный ток).

Порядок определения параметра:

  1. К выходу генератора параллельно подключают вольтметр. Он должен быть переключён в режим, при котором верхнее предельное значение будет соответствовать напряжению в 3−5 вольт.
  2. Аналогично подсоединяют и частотомер.
  3. Отдельно собирают вторую цепь. В ней последовательно соединяют миллиамперметр и катушку, индуктивность которой нужно определить.
  4. Затем обе цепи подключают параллельно друг к другу.
  5. Подключённый генератор устанавливают в режим выработки синусоидального напряжения.
  6. Путём изменения частоты добиваются такой работы приборов, при которой вольтметр будет показывать примерно 2 вольта. При этом сила тока на миллиамперметре будет постепенно уменьшаться.
  7. После этого ручку частотомера перемещают в положение, соответствующее частоте измерений.
  8. Как только эти действия будут выполнены, можно фиксировать значения.
Читайте также:  10 способов говорить убедительно научиться

Полученные данные переводятся в СИ, а затем выполняются все необходимые расчёты. Первым делом определяется индуктивное сопротивление. Для этого значения приборов подставляются в следующую зависимость: X=U/I, где U — напряжение, а I — сила тока. Результат расчётов будет выражен в омах.

После этого вычисляется индуктивность по формуле L=X/2 πF. В ней используются такие условные обозначения:

  • X — индуктивное сопротивление;
  • π — математическая постоянная (примерно 3,14);
  • F — частота в герцах, при которой проводились измерения.

Индуктивность — это важный физический параметр, позволяющий определить магнитные свойства электроцепи. При точном его измерении и правильном проведении предусмотренных расчётов можно получить достоверные данные, которые понадобятся при выборе катушки.

Источник

3 предложите способы определения индуктивность катушки

_________________
У кошки четыре ноги: Вход, Выход, Питание и Земля

Реклама
aen
Модератор

Карма: 157
Рейтинг сообщений: 1591
Зарегистрирован: Пт апр 28, 2006 15:26:07
Сообщений: 11945
Откуда: Россия.
Рейтинг сообщения: 0
Медали: 2

Реклама

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

aen
Модератор

Карма: 157
Рейтинг сообщений: 1591
Зарегистрирован: Пт апр 28, 2006 15:26:07
Сообщений: 11945
Откуда: Россия.
Рейтинг сообщения: 0
Медали: 2

Реклама

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

КотВаське
Потрогал лапой паяльник

Зарегистрирован: Чт авг 24, 2006 11:39:32
Сообщений: 316
Рейтинг сообщения: 0

Да в том-то и дело что частотомера нет, как нет и осцилографа, только обычный мультиметр, паяльник, руки и желание
Насколько я помню в переменном токе индуктивность работает как сопротивление, нельзяли это как-то использовать .

_________________
У кошки четыре ноги: Вход, Выход, Питание и Земля

Реклама

Приглашаем всех желающих 25/11/2021 г. принять участие в вебинаре, посвященном антеннам Molex. Готовые к использованию антенны Molex являются компактными, высокопроизводительными и доступны в различных форм-факторах для всех стандартных антенных протоколов и частот. На вебинаре будет проведен обзор готовых решений и перспектив развития продуктовой линейки. Разработчики смогут получить рекомендации по выбору антенны, работе с документацией и поддержкой, заказу образцов.

Мышонок
Друг Кота

Карма: 6
Рейтинг сообщений: 30
Зарегистрирован: Чт сен 14, 2006 11:42:09
Сообщений: 3792
Откуда: Обитаю на чердаке
Рейтинг сообщения: 0

_________________
Память очень интересная штука: бывает так, что запомнишь одно, а вспомнишь другое.

Реклама
Реклама

Приглашаем 30 ноября всех желающих посетить вебинар о литиевых источниках тока Fanso (EVE). Вы узнаете об особенностях использования литиевых источников питания и о том, как на них влияют режим работы и условия эксплуатации. Мы расскажем, какие параметры важно учитывать при выборе литиевого ХИТ, рассмотрим «подводные камни», с которыми можно столкнуться при неправильном выборе, разберем, как правильно проводить тесты, чтобы убедиться в надежности конечного решения. Вы сможете задать вопросы представителям производителя, которые будут участвовать в вебинаре

КотВаське
Потрогал лапой паяльник

Зарегистрирован: Чт авг 24, 2006 11:39:32
Сообщений: 316
Рейтинг сообщения: 0

Про генератор не надо забывать, можно ведь собрать его 555(на коленке то есть), получим достаточно точную частоту или с кварцем на известной частоте, точность можно будет выше получить. Или я совсем не в ту степь уехал

_________________
У кошки четыре ноги: Вход, Выход, Питание и Земля

Реклама

aen
Модератор

Карма: 157
Рейтинг сообщений: 1591
Зарегистрирован: Пт апр 28, 2006 15:26:07
Сообщений: 11945
Откуда: Россия.
Рейтинг сообщения: 0
Медали: 2

Реклама

Мышонок
Друг Кота

Карма: 6
Рейтинг сообщений: 30
Зарегистрирован: Чт сен 14, 2006 11:42:09
Сообщений: 3792
Откуда: Обитаю на чердаке
Рейтинг сообщения: 0

Нам лучше иметь нормальную стабильную синусоиду (сеть, естественно через трансформатор подходит как нельзя лучше) . На 555 (да и кварц, если с логикой) в простейшем случае у нас однополярный прямоугольник, да ещё его надо проконтролировать (из-за допуска частотозадающих элементов) .
Тут (на этом прямоугольнике) вообще что угодно намерять можно

Индуктивность 1-5 мГ довольно большая, частоты нужны не очень высокие.

_________________
Память очень интересная штука: бывает так, что запомнишь одно, а вспомнишь другое.

Реклама

КотВаське
Потрогал лапой паяльник

Зарегистрирован: Чт авг 24, 2006 11:39:32
Сообщений: 316
Рейтинг сообщения: 0

Это нужно для дросселей к высокчастотному ЭПРА люминисцентных ламп.
Дроссели работают на частотах от 30 до 60кГц. Точность в этом дипазоне (1-5мГн) очется получить не хуже 0.05мГн

_________________
У кошки четыре ноги: Вход, Выход, Питание и Земля

aen
Модератор

Карма: 157
Рейтинг сообщений: 1591
Зарегистрирован: Пт апр 28, 2006 15:26:07
Сообщений: 11945
Откуда: Россия.
Рейтинг сообщения: 0
Медали: 2

Последний раз редактировалось aen Ср ноя 22, 2006 11:32:19, всего редактировалось 2 раз(а).

Мышонок
Друг Кота

Карма: 6
Рейтинг сообщений: 30
Зарегистрирован: Чт сен 14, 2006 11:42:09
Сообщений: 3792
Откуда: Обитаю на чердаке
Рейтинг сообщения: 0

_________________
Память очень интересная штука: бывает так, что запомнишь одно, а вспомнишь другое.

Последний раз редактировалось Мышонок Ср ноя 22, 2006 13:43:03, всего редактировалось 1 раз.

КотВаське
Потрогал лапой паяльник

Зарегистрирован: Чт авг 24, 2006 11:39:32
Сообщений: 316
Рейтинг сообщения: 0

Дык что-ж делать тогда ? (Да тупым быть плохо:(

Есть у меня несколько понижающих трансов от ПБ на 12 и 9 вольт. Мостовую схему я как-нибудь соберу
Какие номиналы детелей надо использовать и как мерять дальше ?

_________________
У кошки четыре ноги: Вход, Выход, Питание и Земля

Мышонок
Друг Кота

Карма: 6
Рейтинг сообщений: 30
Зарегистрирован: Чт сен 14, 2006 11:42:09
Сообщений: 3792
Откуда: Обитаю на чердаке
Рейтинг сообщения: 0

_________________
Память очень интересная штука: бывает так, что запомнишь одно, а вспомнишь другое.

aen
Модератор

Карма: 157
Рейтинг сообщений: 1591
Зарегистрирован: Пт апр 28, 2006 15:26:07
Сообщений: 11945
Откуда: Россия.
Рейтинг сообщения: 0
Медали: 2

Мышонок
Друг Кота

Карма: 6
Рейтинг сообщений: 30
Зарегистрирован: Чт сен 14, 2006 11:42:09
Сообщений: 3792
Откуда: Обитаю на чердаке
Рейтинг сообщения: 0

_________________
Память очень интересная штука: бывает так, что запомнишь одно, а вспомнишь другое.

КотВаське
Потрогал лапой паяльник

Зарегистрирован: Чт авг 24, 2006 11:39:32
Сообщений: 316
Рейтинг сообщения: 0

Мда, совсем запуталсо

Если использовать вот эту мостовую схему(а) для измерения индуктивности в диапазоне 1-5мГн на напряжении 12в/50Гц какие номиналы сопротивлений и емкости следует использовать?
в качестве НИ ничего кроме цифрового мультиметра нет

Вложения:
ClipBoard-2.gif [7.87 KiB]
Скачиваний: 1782

_________________
У кошки четыре ноги: Вход, Выход, Питание и Земля

Вернуться наверх
aen
Модератор

Карма: 157
Рейтинг сообщений: 1591
Зарегистрирован: Пт апр 28, 2006 15:26:07
Сообщений: 11945
Откуда: Россия.
Рейтинг сообщения: 0
Медали: 2

Последний раз редактировалось aen Ср ноя 22, 2006 12:54:03, всего редактировалось 1 раз.

Мышонок
Друг Кота

Карма: 6
Рейтинг сообщений: 30
Зарегистрирован: Чт сен 14, 2006 11:42:09
Сообщений: 3792
Откуда: Обитаю на чердаке
Рейтинг сообщения: 0

_________________
Память очень интересная штука: бывает так, что запомнишь одно, а вспомнишь другое.

SB
Первый раз сказал Мяу!

Зарегистрирован: Вс май 14, 2006 00:20:35
Сообщений: 33
Рейтинг сообщения: 0

КотВаське
Потрогал лапой паяльник

Зарегистрирован: Чт авг 24, 2006 11:39:32
Сообщений: 316
Рейтинг сообщения: 0

_________________
У кошки четыре ноги: Вход, Выход, Питание и Земля

Страница 1 из 2 [ Сообщений: 39 ] На страницу 1 , 2 След.

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: Aleksis-SPb, indman, Динозавр и гости: 22

Источник