Как измерить индуктивность катушки без сердечника

Как рассчитать индуктивность многослойной катушки без сердечника с помощью линейки и омметра

Петр Демченко, Литва

В статье показано, как рассчитать индуктивность многослойной катушки без сердечника, зная только ее размеры и сопротивление постоянному току

Если размеры катушки выражены в миллиметрах, ее индуктивность в микрогенри может быть рассчитана по формуле:

  • D – средний диаметр катушки,
  • h – высота катушки,
  • g – глубина (толщина намотки) катушки,
  • N – количество витков (Рисунок 1).
Рисунок 1. Зная размеры и количество витков катушки, можно рассчитать ее индуктивность.

Если количество витков неизвестно, индуктивность, все равно, можно рассчитать, используя значение сопротивления обмотки постоянному току. Предполагается, что катушка намотана аккуратно, виток к витку, цилиндрическим эмалированным проводом (Рисунок 2). В этом случае приближенное выражение для числа витков будет следующим:

где d – диаметр провода.

Однако, мы будем полагать, что диаметр нам неизвестен.

Рисунок 2. Оценить индуктивность аккуратно намотанной катушки можно по ее размерам и сопротивлению обмотки.

Поскольку средняя длина витка равна π×D, общая длина провода будет N×π×D. Площадь сечения провода равна

Сопротивление катушки R можно выразить как

где ρ – удельное сопротивление, выраженное в [Ом·м], а сопротивление в [Ом]. Таким образом, можно получить выражение для квадрата диаметра провода:

Теперь подставляем d2 в выражение для числа витков:

После возведения обеих частей уравнения в квадрат и сокращения дроби получаем

Подстановка N2 в первое уравнение дает

Подставив значение ρ для меди, получаем выражение для L, зависящее только от сопротивления и физических размеров катушки:

Попутно обратим внимание на интересный вывод, следующий из того факта, что R и L пропорциональны друг другу: добротность Q катушки с заданными размерами D, g и h при неизменной угловой частоте w =2πF является константой:

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

Источник

Блог alex123al97

Измерение индуктивности катушек резонансным методом

Запись опубликована alex123al97 · 17 октября 2017

14 915 просмотров

Когда-то задался целью найти простой способ измерения индуктивности катушек. И тут вдруг вспомнил университетский курс ТОЭ (теоретические основы электротехники), а именно: резонанс в параллельном колебательном контуре, характерный всплеском напряжения. Взяв этот фактор за основу и вспомнив формулу Томсона — зависимость трех составляющих: индуктивности (L), емкости (C) и частоты (f), сваял простенькую схему.

Суть метода состоит в подборе резонансной частоты для собранного колебательного контура с известной (проверенной) емкостью конденсатора. Резонансная частота засекается любым мультиметром по пику напряжения на контуре. А зная частоту и емкость можно вычислить индуктивность.

В качестве генератора частоты использовал звуковую карточку (ЗК) ПК и скачанную с интернета одну из многочисленных программ – генераторов.

Для примера проведу парочку наглядных измерений.

Опыт №1. Беру известные конденсатор 1,5uF и дроссель ДМ-0,6-50 мкГн. Собираю контур, подключаю блок к ЗК и мультиметру, запускаю генератор и прогоняю частоту в обратном порядке – начиная с 20 кГц в сторону уменьшения. Напряжение сразу начало возрастать и застыло на максимуме в пределах 18,85-18,65 кГц, откуда выбрал среднее значение – 18,75 кГц.

Далее можно проводить расчеты вручную, можно ввести формулу в Excell, можно написать программку, а можно и воспользоваться многочисленными онлайн калькуляторами, что я и сделал, используя первый попавшийся сайт: http://coil32.ru/calc/jslcc.html

Ввожу емкость, частоту и без малого получаю указанную на дросселе индуктивность.

Опыт №2. Беру неизвестный дроссель на ферритовом сердечнике типа «гантелька» и конденсатор 1uF. Собираю схему, прогоняю частоту, вычисляю по предыдущей методе ее среднее значение — 10,45 кГц и снова загоняю данные в калькулятор, который выдал значение 232 мкГн.

Меряю индуктивность недавно приобретенным тестером LCR-T4 и получаю результат (с учетом разрядности) 240 мкГн.

Как видите, метод немного неудобный, заставляет подстраивать контур под ограниченные пределы частоты, но имеет право на жизнь. Насколько точно он меряет – вопрос философский, поскольку все в этом мире относительно. Лично меня в схемотехнике он не подводил и долгое время устраивал простотой и минимальными требованиями к ресурсной базе и измерительной аппаратуре.

Следует также отметить, что данным методом можно измерять и емкость конденсаторов, используя катушки известной индуктивности.

Источник

Как измерить индуктивность мультиметром

При работе с любыми электроприборами или токопроводящими деталями, наличие измерительной аппаратуры является необходимым, будь то амперметр, вольтметр или омметр. Но для того чтобы не покупать все эти устройства, лучше обзавестись мультиметром.

Мультиметр является универсальным измерительным аппаратом, который позволяет измерить любую характеристику электричества. Мультиметры бывают аналоговые и цифровые.

Аналоговый мультиметр

Данный тип мультеметров отображает показания измерений при помощи стрелки, под которой установлено табло с различными шкалами значений. Каждая шкала отображает показания того или иного измерения, которые подписаны непосредственно на табло.

Но для новичков такой мультиметр будет не самым лучшим выбором, поскольку разобраться во всех обозначениях, которые находятся на табло довольно трудно. Это может привести к не правильному пониманию результатов измерения.

Цифровой мультиметр

В отличие от аналоговых, этот мультиметр позволяет с легкостью определять интересуемые величины, при этом его точность измерений гораздо выше по сравнению со стрелочными аппаратами.

Также наличие переключателя между различными характеристиками электричества исключает возможность перепутать то или иное значение, поскольку пользователю не нужно разбираться в градации шкалы показаний.

Результаты измерений отображаются на дисплее (в более ранних моделях – светодиодных, а в современных – жидкокристаллических). За счет этого цифровой мультиметр комфортен для профессионалов и прост и понятен в использовании для новичков.

Измеритель индуктивности для мультиметра

Несмотря на то, что определять индуктивность при работе с электроникой приходится редко, это все же иногда необходимо, а мультиметры с измерением индуктивности найти достаточно трудно. В данной ситуации поможет специальная приставка к мультиметру, позволяющая измерить индуктивность.

Зачастую для подобной приставки используется цифровой мультиметр установленный на измерение напряжения с порогом точности измерения в 200 мВ, который можно приобрести в любом магазине электро и радиоаппаратуры в готовом виде. Это позволит сделать простую приставку к цифровому мультиметру.

Сборка платы приставки

Собрать приставку-тестер к мультиметру для измерения индуктивности можно без особых проблем в домашних условиях, обладая базовыми знаниями и навыками в области радиотехники и пайки микросхем.

В схеме платы можно применять транзисторы КТ361Б, КТ361Г и КТ3701 с любыми буквенными маркерами, но для получения более точных измерений лучше использовать транзисторы с маркировкой КТ362Б и КТ363.

Эти транзисторы устанавливаются на плате в позициях VT1 и VT2. На позиции VT3 необходимо установить кремневый транзистор со структурой p-n-p, например, КТ209В с любой буквенной маркировкой. Позиции VT4 и VT5 предназначены для буферных усилителей.

Подойдет большинство высокочастотных транзисторов, с параметрами h21Э для одного не меньше 150, а для другого более 50.

Для позиций VD и VD2 подойдут любые высокочастотные кремневые диоды.

Резистор можно выбрать МЛТ 0,125 или аналогичный ему. Конденсатор С1 берется с номинальной емкостью 25330 пФ, поскольку он отвечает за точность измерений и ее значение стоит подбирать с отклонением не более 1%.

Такой конденсатор можно сделать объединив термостабильные конденсаторы разной емкости (например, 2 на 10000 пФ, 1 на 5100 пФ и 1 на 220 пФ). Для остальных позиций подойдут любые малогабаритные электролитические и керамические конденсаторы с допустимым разбросом в 1,5-2 раза.

Контактные провода к плате (позиция Х1) можно припаять или подключать при помощи пружинящих зажимов для «акустических» проводов. Разъем Х3 предназначен для подключения приставки к мультиметру (частотомеру).

Проводу к «бананам» и «крокодилам» лучше взять короче, что бы уменьшить влияние их собственной индуктивности на показания замеров. В месте припаивания проводов к плате, соединение стоит дополнительно зафиксировать каплей термоклея.

При необходимости регулирования диапазона измерений на плату можно добавить разъем для переключателя (например, на три диапазона).

Корпус приставки к мультиметру

Корпус можно сделать из уже готового короба подходящего размера или сделать короб самостоятельно. Материал можно выбрать любой, например, пластик или тонкий стеклотекстолит. Короб делается под размер платы, и в нем подготавливаются отверстия для ее крепления. Также делаются отверстия для подключения проводки. Все фиксируется небольшими шурупами.

Питание приставки осуществляется от сети при помощи блока питания с напряжением в 12 В.

Настройка измерителя индуктивности

Для того чтобы откалибровать приставку для измерения индуктивности понадобятся несколько индукционных катушек с известной индуктивность (например, 100 мкГн и 15 мкГн).

Катушки по очереди подключаются к приставке и, в зависимости от индуктивности, движком подстроечного резистора на экране мультиметра выставляется значение 100,0 для катушки на 100 мкГн и 15 для катушки на 15 мкГн с точностью 5%.

По такому же методу устройство настраивается и в других диапазонах. Важным фактором является то, что для точной калибровки приставки необходимы точные значение тестовых катушек индуктивности.

Альтернативным методом определения индуктивности является программа LIMP. Но этот способ требует некоторой подготовки и понимания работы программы.

Но как в первом, так и во втором случае точность подобных измерений индуктивности будет не очень высока. Для работы с высокоточным оборудованием данный измеритель индуктивности подходит плохо, а для домашних нужд или для радиолюбителей будет отличным помощником.

Проведение замеров индуктивности

После сборки приставку к мультиметру необходимо протестировать. Есть несколько способов, как проверить устройство:

  1. Определение индуктивности измерительной приставки. Для этого необходимо замкнуть два провода, предназначенных для подключения к индуктивной катушке. Например, при длине каждого провода и перемычки 3 см образуется один виток индукционной катушки. Этот виток обладает индуктивностью 0,1 – 0,2 мкГн. При определении индуктивности свыше 5 мкГн данная погрешность не учитывается в расчетах. В диапазоне 0,5 – 5 мкГн при измерении необходимо брать в расчет индуктивность устройства. Показания менее 0,5 мкГн являются примерными.
  2. Измерение неизвестной величины индуктивности. Зная частоту катушки, при помощи упрощенной формулы расчета индуктивности можно определить это значение.
  3. В случае, когда порог срабатывания кремниевых p-n переходов выше амплитуды измеряемой электрической цепи (от 70 до 80 мВ), можно измерить индуктивность катушек непосредственно в самой схеме (предварительно обесточив ее). Поскольку собственная емкость приставки имеет большое значение (25330 пФ), погрешность подобных измерений будет составлять не более 5% при условии, что емкость измеряемой цепи не превышает 1200 пФ.

При подключении приставки непосредственно к катушкам расположенным на плате применяется проводка длиной 30 сантиметров с зажимами для фиксации или щупами. Провода скручиваются с расчетом один виток на сантиметр длины. В таком случае образуется индуктивность приставки в диапазоне 0,5 – 0,6 мкГн, которую также необходимо учитывать при измерениях индуктивности.

Источник

Как измерить индуктивность катушки без сердечника

_________________
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: 11949
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: 11949
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: 314
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

Обобщив богатый опыт и ноу-хау в сфере силовой электроники, компания Infineon представляет CoolSiC™ MOSFET. Мы сделали подборку статей о технологии CoolSiC™, которая поможет вам вывести КПД и надёжность ваших устройств силовой электроники на высочайший уровень!

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

SoC BlueNRG-LP — новая микросхема от STMicroelectronics со встроенным микроконтроллером Cortex®-M0+ и приемопередатчиком BLE. В данной статье мы рассмотрели режимы пониженного потребления и программную поддержку пониженного энергопотребления в программном пакете BlueNRG-LP DK, процедуру обновления прошивки по эфиру с помощью специального BLE-сервиса, особенности работы UART-загрузчика с функцией защиты памяти, и другое.

КотВаське
Потрогал лапой паяльник

Зарегистрирован: Чт авг 24, 2006 11:39:32
Сообщений: 314
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: 11949
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

ПРИСТ расширяет ассортимент

КотВаське
Потрогал лапой паяльник

Зарегистрирован: Чт авг 24, 2006 11:39:32
Сообщений: 314
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: 11949
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: 314
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: 11949
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: 314
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: 1726

_________________
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: 11949
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: 314
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: нет зарегистрированных пользователей и гости: 8

Источник

Поделиться с друзьями
Моя стройка
Adblock
detector