Индуктивность воздушных катушек и тел специальной формы
Рассмотрим формулы для расчета индуктивности элементов, для которых магнитная проницаемость равна проницаемости окружающего пространства. Под общим названием «тела специальной формы» объединены элементы, не являющиеся катушками в собственном смысле, но входящие в состав цепей РЭА (провода, электроды, кабели и т. д.). Предполагается, что проводники выполнены из немагнитного материала.
Все линейные размеры приведены в сантиметрах, индуктивность в микрогенри.
Однослойная воздушная катушка со сплошной намоткой.
при < ,
где d – диаметр катушки; l – длина катушки; ω – число витков катушки;
при > 5.
Многослойная воздушная катушка:
;
где dср – средний диаметр катушки; h – высота катушки; t – радиальная ширина намотки; ∆ L – поправка на заполнение:
,
где dиз – диаметр провода в изоляции; dм – диаметр провода по меди.
Катушка со спиральной намоткой ленточным проводом.
Расчет индуктивности практически совпадает с расчетом L для многослойной катушки с теми же наружным и внутренним диаметрами, высотой и коэффициентом заполнения. Вместо числа витков в формулу подставляют число слоев ленточной катушки.
Соленоид на каркасе прямоугольного сечения:
при ;
a, b – стороны поперечного сечения каркаса, a < b; l – длина катушки; k1 - на рис 1;
при ;
где ; .
Значение поправок α1 и α2 приведены в таблице 1.
Табл. 1. Значения поправок α1 и α2.
a/b |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
α1 |
0,112 |
0,183 |
0,238 |
0,285 |
0,325 |
0,361 |
0,393 |
0,422 |
0,449 |
0,473 |
α2 |
0,016 |
0,032 |
0,048 |
0,064 |
0,080 |
0,096 |
0,111 |
0,127 |
0,143 |
0,159 |
Погрешность расчетов индуктивности для l / b ≥ 1 определяют по рисунку 2, где ε – верхняя оценка относительной погрешности.
Для некоторых сочетаний l / b и a / b значения k2 приведены на рис. 3.
Плоские катушки со спиральной намоткой
1.
Катушка с круглыми витками:
при ;
при ,
где dср – средний диаметр намотки; t – радиальная ширина намотки; k – на рис. 4.
2.
Катушка с квадратными витками:
,
где aср – дли средней стороны квадрата.
3.
Поправка на шаг намотки
;
,