Собственная емкость и сопротивление потерь катушки

[ПАПА]

Для более-менее правдоподобного расчета резонансного каскада хотелось бы знать указанные параметры. Катушки мотаются виток к витку, на каркасе известного диаметра, известным числом витков и известным диаметром провода. Индуктивность могу померять довольно точно. Из таких вот данных хочу получить собственную емкость и активное сопротивление на известной частоте. Наверно 20% точность будет достаточна. Выручайте пожалуйста.

[R0SBD]

По моему эта программа подойдет вам: http://hamwaves.com/antennas/inductance.html

[ПАПА]

Не сильно понял импортную мову, какую то ошибку показывает. Может какие-то простые формулы есть?

[RN6LKU]

Там внизу кнопочка Google-перевод.

[neorganic]

To ПАПА: померяейте импеданс на нескольких частотах, посройте годограф - вот Вам ваши 20%, и параметры....

[ПАПА]

Нечем мерять, есть только измеритель индуктивности. Я бы и на бумажне подсчитал, знать бы как.

[Игорь 2]

... есть только измеритель индуктивности...

А Вам больше ничего и не надо :crazy:
Меряете на двух частотах, а дальше, как Вы и грозились, на бумажке...
Это про собственную ёмкость. А потери- через добротность с помощью, например, того же лампового вольтметра, если нет больше ничего.

[Юрий Морозов]

….Для более-менее правдоподобного расчета резонансного каскада хотелось бы знать указанные параметры….Наверно 20% точность будет достаточна.

Может быть я не совсем правильно понял, но если идет речь о контуре, то «почему для более-менее правдоподобного расчета…», можно посчитать точно. Есть формула Томпсона, по которой можно вычислить значение L и C исходя из их произведения. Активное сопротивление контура на расчетной частоте будет при одинаковом (равном) реактивном сопротивлении L и C.

Но могут быть и отклонения при одинаковом их произведении (L*C), если индуктивность мала, а емкость большая, будут падать резонансные свойства контура, соответственно упадет усиление в резонансном усилителе. При слишком малой емкости и большой индуктивности, добротность катушки будет падать, а её емкость расти – что тоже не желательно.

Во вложении «помогайка», которой можно легко вычислить на любую частоту значение L и C.

Как пользоваться: подбираете в «ручную» значение C (расчет Реактивное сопротивление емкости), до тех пор пока его значение совпадет с его реактивным сопротивлением, рядом показывается значение индуктивности при котором её реактивное сопротивление равно реактивному сопротивлению С.

Юрий Морозов (UR4IJE).

[Игорь 2]

Юрий Морозов

Я так понял, что ПАПА хочет определить собственную ёмкость катушки. Не вижу никакого другого разумного варианта, кроме как измерять индуктивность на двух частотах, тем более, что измеритель у него есть. При этом легко вычисляются и собственная индуктивность, и собственная ёмкость :super:
Для тех, кто не дружит с арифметикой, на скрине решение этой детской задачки (Find)- вверху- значение собственной индуктивности катушки, внизу- значение собственной ёмкости. Омега 1- циклическая частота, при которой измеритель индуктивности показал L1, омега 2- соответствено, L2.
Естественно, обе частоты должны лежать до собственной резонансной частоты катушки, в противном случае, у катушки будет уже совсем не индуктивность...

[neorganic]

Нечем мерять, есть только измеритель индуктивности - какой тип. он что одночастотный?

[ПАПА]

Может быть я не совсем правильно понял, но если идет речь о контуре, то «почему для более-менее правдоподобного расчета…», можно посчитать точно.

Юрий Морозов (UR4IJE).
Извините, может я не совсем правильно задал вопрос. Мне нужна не емкость контура а именно паразитная собственная емкость катушки. Вот что я нашел в старых Радио, но тут почему-то не учитывается число витков, может емкость от этого не зависит? А про сопротивление потерь вообще ничего не нашел.
neorganic
Измеритель Е7-9, вряд ли им можно на 2 частотах мерять.

[neorganic]

To ПАПА:потери можно измерять на вашем аппарте по методу сравнения - включаете несколько малоиндуктивных резисторов в параллель к катушке - и получаете расчетом потери... Учтите на малых диапазонах там довально большая частота (~1 МГц) - нужно учитывать скин -эффект. Емкость можно попробовать по мерять добавлением конденсаторов известной емкости _последовательно_ с катушкой. Про расчетный путь забудьте - там 1-2 мкм ошибки дают погрешность 100-200%, и теоретически эта задача очень сложна.

[ПАПА]

Так скин-эффект и является основным вкладом в сопротивление потерь. Но сопротивление провода на ВЧ и катушки разные вещи. Эффект близости витков сильно увеличивает сопротивление катушки по сравнению с проводом. Пожалуйста поподробнее, как мерять сопротивление потерь при помощи резисторов? Подключать параллельно разные резисторы и всякий раз мерять индуктивность? А может последовательно нужно? У меня есть МЛТ резисторы на несколько ом. А по каким формулам потом подсчитать собственное сопротивление? И потом как-то надо его привести к нужной мне частоте. Куметра у меня нет, осюда все сложности. А почему расчетный путь такую огромную погрешность дает?

[Set-up]

Вот что я нашел в старых Радио, …
А, номер журнала и год издания, можно?

Михаил, 73!

[Игорь 2]

ПАПА

А если прибор меряет только на одной частоте, то, поступите почти так, как рекомендовал neorganic, только ёмкость включите не последовательно, как он рекомендовал, а параллельно. Т. е. на одной частоте меряете индуктивность сначала чистой катушки, а потом, этой же катушки с параллельно включённой известной ёмкостью. Задача- то выеденного яйца не стоит...

:клево: А лучше, для начала описание Е7-9 изучите- он может измерять не только на одной частоте :lol:

http://www.samarapribor.ru/main/1131199.html

[neorganic]

To ПАПА: упрощенно эквивалентную схему катушки можно предствать запараллелеными идеальными катушкой, сопротивлением - потери , и конденсатором - это паразитная емкость. если добавить безиндуктивный резистор на 10 -100 кОм (тут порядок его величины будет определятся точностью и импедансом катушки на частоте измерения), то измеряемая величина индуктивности изменится. В Вашем случае индуктивность измеряется по резонансу - добавление резистора увеличит потери - частота уменьшится - как бы вырастет индуктивность. Из этой величины можно расчетом получить нужную, неизвестную величину. Резистор можно включать последовательно - но тогда его величина будет: 1. очень мала - 0,1 - 0,05 Ом, и 2. не контролируемо вырастет ошибка. паразитную емкость определяют аналогично, только эталонные малоиндуктивые конденсаторы соединяют последовательно с катушкой.

"А почему расчетный путь такую огромную погрешность дает?" - там изначально малые расстояния, сопоставимые с точностью измерения (Вы измеряете с точностью 50 мкм а величина зазора - 10 мкм - это к примеру; я не удачно выразился с "1-2 мкм" - там все дело в точности), а в расчетные величинах оно учитывается с показателем больше 1.

[Дробовик]

Одними из наиболее важных параметров колебательного контура (кроме, разумеется, резонансной частоты) являются его характеристическое сопротивление ρ и добротность Q. Характеристическим сопротивлением контура ρ называется величина модуля реактивного сопротивления емкости и индуктивности контура на резонансной частоте: ρ = |ХL| =|ХC| при ω =ωр . В общем случае характеристическое сопротивление может быть вычислено следующим образом: ρ = √(LC). Характеристическое сопротивление ρ является количественной мерой оценки энергии, запасенной реактивными элементами контура - катушкой (энергия магнитного поля) WL= (LI2)/2 и конденсатором (энергия электрического поля) WC=(CU2)/2. Отношение энергии, запасенной реактивными элементами контура, к энергии омических (резистивных) потерь за период принято называть добротностью Q контура, что в буквальном переводе с английского языка обозначает "качество". Величину, обратную добротности d=1/Q называют затуханием контура. Для определения добротности обычно пользуются формулой Q=ρ/r, где r-сопротивление омических потерь контура, характеризующее мощность резистивных (активных потерь) контура Р=I2r. Добротность реальных колебательных контуров, выполненных на дискретных катушках индуктивности и конденсаторах, составляет от нескольких единиц до сотни и более. Добротность различных колебательных систем, построенных на принципе пьезоэлектрических и других эффектов (например, кварцевые резонаторы) может достигать нескольких тысяч и более. Ну а Q легко определяется через полосу пропускания контура на уровне 0.7. П=Fрез/Q. Отсюда Q=Fрез/П

[neorganic]

To Виктор Дробот: "Одними из наиболее важных параметров колебательного контура..." - откуда цитата.

[Дробовик]

откуда цитата.
http://www.radioradar.net/hand_book/documentation/contur.html

[neorganic]

To Виктор Дробот: спасибо за цитату. Она здесь нужна?

[Дробовик]

Она здесь нужна?
Ну я не знаю. Товарищ хотел узнать, как определить потери в контуре.Так вот через добротность, имея ГСС и осциллограф это проще всего сделать используя приведенные выше незатейливые формулы.

[neorganic]

To Виктор Дробот: тут аппарат е7-9 - он измеряет резонансную частоту контура, образованного измеряемым узлом и эталонными деталями.
To очень старый: Вас не насторожило то, что частота дается с разбивкой? А устройство аппарата смотрели - оно буквально чере 3 страницы..

[Игорь 2]

Вас не насторожило то, что частота дается с разбивкой?

Да я внимательно описание не читал. Кстати, этот прибор меряет не только индуктивности, но и ёмкости, и там можно вообще работать даже за резонансной частотой катушки...

[R0SBD]

Не, ну я удивляюсь, как говорят в Одессе. Я там дал ссылку на программу. Папа, можете озвучить данные вашей катушки я вам сам посчитаю на этой программе, если у вас не получается.. Английским не владеете, там ничего сложного нет. Пишет ошибка, наверное не в той размерности ввели данные (там везде написано в чем вводить, в мм (это все размеры катушки), в мгц(это частота)). Первая страница - желтым цветом, называется - ENTER Здесь вводите свои данные по катушке, есть чертеж, надеюсь здесь и без перевода все понятно. D, N, l, d, это- геометрия катушки ( все данные в мм), далее выбираем тип провода - жесткая медь, обоженная (мягкая медь), серебро или алюминий, f - частота в мгц, для которой делаете расчет. Данные ввели. На этой же странице ниже нажимаем Calculate( то бишь - вычислить). Далее идет страница с оранжевым цветом (INTERMEDIATE RESULTS:) - это промежуточные результаты и вычисление определенных промежуточных данных, их можно не смотреть, хотя и здесь есть полезные данные , а именно общая длина провода для намотки катушки , например, и толщина скин эффектного слоя в проводе. Далее идет снова желтая страница - RESULTS: Здесь как видите расчет делается для двух вариантов эквивалентного представления катушки , сперва как индуктивность и сопротивление, второй вариант - как индуктивность и омическое сопротивление (Ls и Rs - обозначены на схеме) и ваша паразитная емкость катушки , обозначенная на схеме как - CL,p (в пикофарадах). Слева от этих эквивалентных схем данные расчета по этим же схемам. Там есть и ваша паразитная емкость. Программа считает и добротность катушки (это - QL,ul) и собственную частоту резонанса катушки - это f res,L . Что лучше, взять словарь и перевести пару слов с английского, или развести теоретические споры , и считать по предлагающимся тут вам формулам на калькуляторе. Я вот этого не пойму. Или как в кино - нормальные герои всегда идут в обход. Не ну в спорте еще я бы понял...
Для очень старого, вы сами, интересно по своим приведенным формулам считали? Там наверное уравнения получаются бельше чем второй степени для нахождения неизвестных величин, программку надо писать для компа , чтоб ее решить, а это время...

[ПАПА]

А, номер журнала и год издания, можно?

Михаил, 73!
Извините, старался обрезать так, чтоб картинку лучше видно было. Кажется в промежутке 1946-56, но может и чуть позже.

[ПАПА]

Спасибо всем большое. Один еще вопрос : обычный обмоточный провод, например ПЭЛ это какая медь? А размеры я правильно вводил, скорее у меня в Опере что-то отключено, что не позволяет считать. Но я разберусь.

[R0SBD]

Hard-draw переводится - жесткого волочения или жестко тянутая проволока. Скорее всего все Пэл и Пэв - это будет hard-draw. Annealed - прокалленная, оттоженная. Медную проволоку такую видел, но где она применяется практически не скажу... Программа работает, сегодня проверял, считает. Дайте ваши размеры, посчитаю и сделаю принт-скрин результатов расчета. В инет выхожу на IE6. Вообще-то эта прога у меня считает и скачанная с инета. В интернет эксплолере в опции "файл" нажимаешь "сохранить как", скачиваешь страницу. Потом загружаешь ее и она у меня считает и сама по себе. Не знаю, видимо и формулы как-то скачиваются, по которым она считает. Правда совпадает ли с расчетом на сайте еще не проверял, надо будет как-нить сравнить...
Сейчас специально проверил скачаную прогу и расчет на их сайте, результат совпадает на 100%. Да, если непонятно, при вводе данных, N - это количество витков катушки.

[DV]

В общем случае характеристическое сопротивление может быть вычислено следующим образом: ρ = √(LC).
Что то не так.
С уважением DV

[neorganic]

To очень старый: е7-9 все равно что подключать - лишь бы контур резонансный образовался...
To ПАПА: расчетный способ дает ошибку - там слишком много упрощений - в 20-30%. Более правильно, но дольше и волокитнее, измерить на натуре.

[R0SBD]

neorganic, все правильно говорите. Практический замер - это хорошо. Но если скажем по расчету получается емкость катушки 3 или 5 пф, то 30% - это 1,5 пф (это от 5 пф) , где эти "блохи" могут сыграть решающую роль, интересно было бы узнать. Тоже и по собственному сопротивлению потерь катушки. Там получаются десятые доли ома, аналогично. Приведите пример. Тогда ваши слова с делом не разойдутся. А так, это ..., ну сами понимаете. К тому же автор темы писал:
Наверно 20% точность будет достаточна. Выручайте пожалуйста.

[ПАПА]

Спасибо большое, Вы совершенно правы. Я скачал этот калькулятор попробую разобраться.

[neorganic]

To андрей1958: "получаются десятые доли ома" - омы это добротность, я так понимаю.

"...емкость катушки 3 или 5 пф, то 30% - это 1,5 пф..." - если делаешь прецезионную катушку (эталон для генератора), желательно знать не только ее емкость, но даже ТКЕ....

[ПАПА]

Еще вопрос по изготовлению катушек с максимальной добротностью: нашел здесь програмку называется оптимальная катушка. Автор по-видимому разрабатывал ее для УКВ, где в ходу бескаркасные катушки, и этой программой хорошо выбирать витки и диаметр оправки. Может кто-нибудь из знающих эксель может переработать ее творчески, чтоб по нужной индуктивности и диаметру каркаса получить диаметр провода и число витков?

[RA4FIX]

попробую разобраться
А ещё диаметр провода вводите с точкой, если дробное.

[RA4FIX]

андрей1958
Классная страничка! Спасибо!

[ПАПА]

Вот что об этом в старом журнале пишут. Точно расчитать нельзя. 30%-200%


Возник еще вопрос о применении кросировки в катушках. В ГПД наверно нельзя, а в контурных? Луженый (иногда нет) провод 0,5мм в хлорвиниловой изоляции. Как вы думаете?

[ПАПА]

Подскажите пожалуйста как мотать катушки и трансформаторы на ферритовых кольцах с малой собственной емкостью. Есть ли какая несложная литература по этой теме и приблизительный расчет?