Страница:Радио всем 1930 г. №10.djvu/20

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


При конструировании катушек самоиндукции весьма важно так рассчитать катушку, чтобы при заданной величине самоиндукции она обладала наименьшей R

величиной отношения ^ , где R-оми-

ческое сопротивление, to—угловая частота <(со=2тсп) и L—коэффициент самоиндукции.

О О О О

ото лвтушлп

Q Q Q Q

Рнс. 1

Это отношение сопротивления ка/гушви току высокой частоты к ее индуктивному ■сопротивлению носит название' затухания катушки.

Пусть длина волны, на которую настроен колебательный контур, составленный из данной катушки и некоторой емкости, нам задана. Тогда для получения минимального значения затухания необходимо иметь минимальное сопротивление катушки току высокой частоты.

Как известно, величина сопротивления катушки току' высокой частоты благодаря так называемому скин-эффекту всегда значительно больше ее сопротивления постоянному току. Это увеличение происходит вследствие двух причин. Первая причина заключается в действии магнитного поля внутри проводника, которое вызывает вытеснение тока высоко;1 частоты из центра к наружной поверхности

■провода. Это обстоятельство, как бы уменьшал сечение провода, вызывает тем самым увеличение сопротивления. Другая причина заключается в действии внешнего магнитного поля катушки, которое, действуя аналогичным образом, вытесняет ток высокой частоты к наружной поверхности катушки. Благодаря этому происходит дальнейшее увеличение сопротивления (рис. 1).

Таким образом сопротивление катушки току высокой частоты состоит из двух слагаемых R« = R(A-j-B). Здесь А—величина, характеризующая увеличение сопротивления току высотой частоты прямолинейного провода ш сравнению с его сопротивлением постоянному току. Эта величина зависит только от материала провода, его диаметра и длины волны. В—величина, характеризующая увеличение сопротивления току высокой частоты провода, свернутого в катушку, по сравнению о его сопротивлением постоянному току 1—эта величина зависит не только от материала провода, его диаметра и длины волны, но зависит также и от конструкции катушки (размеры катушки, шаг намотки).

Так как оба слагаемых полного сопротивления катушки зависят от диаметра провода, то представляется весьма интересным проследить эту зависимость для некоторой определенней конструкции катушки.

Графически эта зависимость изображена на рис. 2. Здесь кривая 1 представляет изменение (в зависимости от диаметра провода) первого слагаемого, кривая 2— второго слагаемого и, наконец, кривая

3—полного сопротивления катушки.

Весьма характерным обстоятельством является тот факт, что при некотором определенном значении диаметра провода полное сопротивление катушки току высокой частоты приобретает минимальную величину. Этот минимум полного сопротивления катушки, как нетрудно видеть из рис. 2, получается при равенстве обоих слагаемых.

Эти кривые построены для некоторой определенной длины волны. При другом значении длины волны характер кривых остается тот же самый, ио абсолютное значение диаметра провода, соответствующее минимуму полного сопротивления катушки, будет, конечно, другое.

Таким образом, имея определенную конструкцию катушки и знал длину волны, строя кривые, аналогичные кривым рис. 2, всегда можно определить нал- выгоднейшее значение диаметра провода. Однако такой графический способ, волед-

1 То есть увелачеиио сопротивления в результате второй причины, не принимая во внимание увеличение сопротивления вследствие первой причины.

ствие своей громоздкости безусловно неудовлетворителен для практических подсчетов. Английским ученым S. Butter- worth’oM для этого мучая был предложен другой более простой способ расчета, значительно облегчающий нахождение наивыгоднейшего диаметра провода 2 3.

Надо заметить, что практически вопрос расчета ставится обычно вообще в несколько другой плоскости. Чаще всего бывает известен именно диаметр провода и необходимо определить конструкцию катушки, которая при данной длине волны обеспечивала бы ее минимальное полное сопротивление. Поэтому ниже автором предлагается расчет катушки для того случая, когда заданными величинами являются диаметр провода и длина волны.

Однослойная катушка самоиндукции изображена на рис. 3. Здесь Ь—длина катушки, g—шаг намотки и D—диаметр катушки.

В том случае, когда самоиндукция катушки, диаметр провода и длина ео.тны

Рис. 3

неизменны, затухание катушки зтвиент исключительно от отношения длины ка-

b

тушки к ее диаметру, т. е. от-g- •

Наивыгоднейшее отношение -g , при котором затухание имеет минимальное зпачение, равно ^ = 0,384"

Шаг намотки при этом должен иметь вполне определенную величину. Весь расчет собственно н сводится к определению требуемой величины шага иа- мотки *.

Для облегчения расчета иа рис. 4 приведены кривые, с помощью которых наи-

2 См. С. Беттервортс, «Расчет катушек самоиндукции с низкими потерями», изд. «Красной газеты», 1928 г., стр. 12, или Н. М. Пастушенко, «Из какого провода делать катушки», журнал «Радиолюбитель», № 6, 1929 г.

3 Выводы формул ввиду их сложности здесь ие приводятся.

250