Лекции по радиоэлектронике


Санкт-Петербургское Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
«Колледж электроники и приборостроения»











Лекция № 5
по дисциплине "РАДИОМАТЕРИАЛЫ И РАДИОКОМПОНЕНТЫ"



Тема № 2.

ПАССИВНЫЕ РАДИОКОМПОНЕНТЫ

Занятие № 7.

Индуктивные радиокомпоненты.






Обсуждено на заседании ПМК

Протокол №___

" " __________ 200__г












УЧЕБНЫЕ И ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ ЦЕЛИ

Изучение назначения, классификации, основных параметров и системы условных обозначений индуктивных радиокомпонентов.
Привитие навыков самостоятельного анализа явлений и процессов, происходящих в элементах радиоэлектронной аппаратуры, формирование инженерного мышления.
МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:
Литература:
Шалаевский А. А. Элементная база и материалы РЭС. Ч.1. Электрорадиоматериалы, пассивные и активные элементы РЭС - СПб: ФВУ ПВО,1990, с. 33–37.
Электронные приборы, микроэлектроника и элементы электронной техники / Под ред. В. А. Прохоренко.  М: Воениздат, 1997, с. 15–17.

Наглядные пособия:
Слайды
Образцы индуктивных радиокомпонентов
Технические средства обучения:
1. "Лектор-2000"
УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ И РАСЧЁТ ВРЕМЕНИ:

1. Вводная часть (введение)
5 мин.

2. Основная часть (учебные вопросы):
80 мин.

2.1. Назначение, классификация, основные параметры и система условных обозначений катушек индуктивности.
30 мин.

Назначение, классификация, основные параметры и система условных обозначений трансформаторов и дросселей
Назначение, классификация, основные параметры и система условных обозначений линий задержки.
35 мин.

15мин.

3. Заключительная часть (заключение)
5 мин.












1. Назначение, классификация, основные параметры и система условных обозначений катушек индуктивности.

Катушкой индуктивности называется пассивный элемент РЭС, предназначенный для создания в электрической цепи сосредоточенной индуктивности.
Для выбора и применения катушек индуктивности в РЭА их достаточно классифицировать по назначению, области применения, конструктивным признакам и форме (рис.1).


13 EMBED Word.Picture.6 1415

Рис.1



Классификация катушек индуктивности может быть произведена и по другим признакам.


Физическая природа индуктивности.

Функционирование катушек индуктивности основано на взаимодействии тока и магнитного потока. Известно, что при изменении магнитного потока Ф в проводнике, находящемся в магнитном поле, возникает ЭДС, определяемая скоростью изменения магнитного потока:

еL = - 13 EMBED Equation.3 1415

При подключении к проводнику источника постоянного напряжения ток в нем устанавливается не сразу, так как в момент включения изменяется магнитный поток и в проводнике индуцируется ЭДС, препятствующая нарастанию тока, а спустя некоторое время, когда магнитный поток перестает изменяться. Если же к проводнику подключен источник переменного напряжения, то ток и магнитный поток будут изменяться непрерывно, и наводимая в проводнике ЭДС будет препятствовать протеканию переменного тока, что эквивалентно увеличению сопротивлению проводника. Чем выше частота изменения напряжения, приложенного к проводнику, тем больше величина ЭДС, наводимая в нем, следовательно, тем больше сопротивление, оказываемое проводником переменному току. Это сопротивление ХL не связано с потерями энергии, поэтому является реактивным. При изменении тока по синусоидальному закону наводимая ЭДС равна
еL = - 13 EMBED Equation.3 1415

Эта ЭДС частоте (, а коэффициентом пропорциональности является индуктивность L. Следовательно, индуктивность характеризует способность проводника оказывать сопротивление переменному току. Величина этого сопротивления

XL =(L

Основные параметры катушек индуктивности:
1. Номинальная индуктивность катушки - значение индуктивности, являющееся исходным для отсчета отклонений.

Её значение (мкГн) определяется соотношением

L = L0W2D 10-3
Где W – число витков;
D – диаметр катушки, см;
L0 – коэффициент зависящий от отношения длинны катушки l к её диаметру D

Индуктивность короткого проводника [мкГн] определяется его размерами:

L=2l 13 EMBED Equation.3 1415
где l -длинна провода; см, а d - диаметр провода, см.
Оптимальными в этом случае являются отношение 13 EMBED Equation.3 1415= 0,61,0, а диаметр катушки в пределах от 1 до 2 см. При расчете диаметр катушки D принимают равным каркасу D0 .

Расчет индуктивности однослойных цилиндрических катушек по ее конструктивному исполнению производится по формуле:

Для однослойных катушек величина L0 определяется соотношением

L0 = 13 EMBED Equation.3 1415
Если длинна намотки l ( 13 EMBED Equation.3 1415 то индуктивность определяется соотношением

L = 13 EMBED Equation.3 1415 или 13EMBED Unknown1415

а число витков исходя из конструктивных особенностей определяется по формуле

n = 13 EMBED Equation.3 1415

Если длинна намотки l ( 13 EMBED Equation.3 1415 то индуктивность определяется соотношением
L = 13 EMBED Equation.3 1415; а число витков n = 13 EMBED Equation.3 1415


где геометрические размеры D, d, a, l, задаются в сантиметрах (см), а индуктивность L получается в наногенри (нГ).

Для многослойных катушек величина L0 определяется по графику, а внешний диаметр катушки принимают равным D= D0+2t;

При расчете катушки индуктивности предварительно задают геометрические размеры катушки и определяют коэффициент L0, а затем по заданной величине индуктивности L находят число витков
W = 13 EMBED Equation.3 1415
Где L указывается в микро генри, а D- в сантиметрах

2. Допустимое отклонение индуктивности катушки - разность между предельным и номинальным значениями индуктивности.
3. Добротность катушки - отклонение индуктивного сопротивления катушки к ее активному сопротивлению на данной частоте

Q =13 EMBED Equation.3 1415
где f -частота, Гц; L-индуктивность в Г, R - величина активного сопротивления, Ом (при частоте f)

4. Температурный коэффициент индуктивности катушки

ТКL =(L =13 EMBED Equation.3 1415%/0С


Катушки индуктивности, за исключением дросселей, предназначенных для использования в цепях питания, не являются комплектующими изделиями, как, например, резисторы и конденсаторы. В отличии от резисторов и конденсаторов, они не являются стандартизованными изделиями, а изготавливаются для конкретных целей на сборочных заводах и имеют те параметры, которые необходимы для осуществления тех или иных преобразований электрических сигналов, токов, напряжений.


Условное графическое обозначение катушек индуктивности



а) б) в) г) д) е) ё)

а - катушка индуктивности, дроссель без магнитопровода.
б, в - катушка индуктивности, дроссель с отводами,
г- катушка индуктивности, дроссель со скользящими контактами,
е - катушка индуктивности подстраиваемая с магнитодиэлектрическим магнитопроводом,
ё- катушка индуктивности подстраиваемая с немагнитным магнитопроводом,





















2. Назначение, классификация, основные параметры и система условных обозначений трансформаторов и дросселей

Низкочастотные трансформаторы и дроссели представляют собой катушки индуктивности, намотанные на замкнутые магнитопроводы (трансформаторы – многообмоточные катушки, а дроссели – однообмоточные).
Трансформаторы классифицируют (см. рис.3):
По назначению (силовые, согласующие и импульсные);
По типу магнитопровода (броневые, стержневые, тороидальные и импульсные).

Трансформаторы




По назначению

По типу магнитопровода



Трансформаторы питания
(силовые)

Броневые


Маломощные
РВЫХ ( 1 кВт

Ленточные


Мощные
РВЫХ ( 1 кВт

Штампованные пластины


Низковольтные
UОБМ. ( 1000В

Стержневые



Высоковольтные
UОБМ. ( 1000В

Кольцевые



По частоте преобразуемого напряжения

Тороидальные


Согласующие



Входные



Межкаскадные



Выходные


Импульсные



Рис.3.

.Основными параметрами трансформаторов являются:
Индуктивность первичной обмотки L1, определяющая коэффициент передачи в области НИ;
Индуктивность рассеивания LS, определяющая коэффициент передачи в области ВУ;
Собственная емкость обмоток С0, оказывающая влияние на частотные искажения в области ВУ;
Активное сопротивление обмоток r;
КПД;
Коэффициент трансформации n = W2/W1, где W1/ W2 – число витков в первичной и вторичной обмотках.
Дроссели используют в фильтрах питания; избирательных цепях; стабилизаторах (дроссели насыщения); регуляторах (дроссели управления). Условное графическое обозначение дросселей идентично обозначению катушек индуктивности.
Силовые трансформаторы служат для изменения уровня переменных напряжений в блоках питания РЭА. Они собираются на броневых сердечника, собранных из штампованных Ш-бразных пластин или тороидальных ленточных магнитопроводов.
Согласующие трансформаторы предназначены для согласования входных и выходных импедансов каскадов устройства между собой. Они подразделяются на входные, выходные и промежуточные.
Импульсные трансформаторы используются для передачи и формирования импульсных сигналов.

Условное графическое обозначение дросселей и трансформаторов.




а) б) в) г) д)

е) ж) з)

а - дроссель с магнитным магнитопроводом;
б - трансформатор без магнитопровода с постоянной связью;
в, з - трансформатор без магнитопровода с переменной связью;
г - трансформатор с магнитодиэлектрическим магнитопроводом;
д - трансформатор, подстраиваемый общим магнитодиэлектрическим магнитопроводом;
е - трансформатор дифференциальный (с отводом от средней точки одной обмотки);
ж - трансформатор однофазный с ферромагнитным магнитопроводом трехобмоточный;



Назначение, классификация, основные параметры и система условных обозначений линий задержки.

Линией задержки называют пассивный радиокомпонент РЭС, который изменяет временное положение сигнала в сторону запаздывания относительно принятого начала отсчета.

Линией задержки называют пассивный радиокомпонент РЭС, который изменяет временное положение сигнала в сторону запаздывания относительно принятого начала отсчета.



Линии
задержки






По интервалу временной задержки
По точности задания временных интервалов
По техническому исполнению





Наносекундные
Малой точности
(tз = (tp/tз > (3(5)10-2
Электрические

Микросекундные
Средней точности
(tз ( (0,5(3)10-2
Электромеханические

Миллисекундные
Высокой точности
(tз < 0,5 . 10-2



Рис.4

В электрических линиях задержки используется явление конечной и постоянной скорости распространения ЭМВ ( в однородной среде. Для них в режиме бегущей волны, когда линия нагружена на активное сопротивление RH, равное характеристическому

( =13 EMBED Equation.3 1415: tз =13 EMBED Equation.3 1415=l13 EMBED Equation.3 1415,

где l – длина однородной линии; LH, CH – погонные индуктивность и емкость линии. При этом, без искаженная передача формы сигнала достигается в случае идеальных ЧХ:
((w) =13 EMBED Equation.3 1415w, k(w) = kc-(l, где ( - коэффициент затухания в линии.

Обычно электрические линии задержки выполняют:
на отрезках высокочастотных кабелей (конец наносекундного – начало микросекундного диапазона);
на базе дросселей с ферритовыми стержнями (микросекундный диапазон);
на соленоидах с конденсаторами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ ПО ЛЕКЦИИ:

К пассивным ЭРЭ РЭС относятся резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности.
Компоновка РЭС неотделима от вопросов реализации элементов электронных связей, осуществляющих процессы соединения, разъединения и переключения электрических цепей.

Преподаватель А. Цуканов








13PAGE 14215


13PAGE 141015





Приложенные файлы


Добавить комментарий