СОДЕРЖАНИЕ

ПРОВЕРКА КАТУШЕК ИНДУКТИВНОСТИ

Широко распространенные в радиоэлектронике корректирующие дроссели, катушки колебательных контуров, фильтров и трансформаторов высокой частоты проверяют внешним осмотром и на обрыв.

При осмотре катушки обращают внимание на состояние обмотки (отсутствие следов механических воздействий, плотность намотки, закрепление выводов и т.п.), состояние каркаса, экрана и прочность крепления выводных лепестков, магнитного сердечника и других деталей.

При осмотре каркаса, изготовленного из термопластика, полиэтилена, полистирола, эскапона и др.) или из радиотехнической керамики (радиофарфора, ультрафарфора, корунда), тщательно проверяют места вблизи отверстий, выясняя при этом, нет ли там трещин, а при наличии в каркасе резьбы для ввертывания сердечника и отверстий для крепления каркаса к шасси винтами проверяют, соответствуют ли резьбы в отверстиях наружным резьбам винтов.

Проверку катушки на целость обмотки производят омметром или пробником.

Этими же приборами пользуются при испытании катушки на отсутствие замыканий выводов на экран (при этой проверке экран слегка покачивают).

Сопротивления цепей, шунтирующих катушки, обычно велики, поэтому перед проверкой целости обмотки выводы катушки не отпаивают от других деталей.

При отборе катушек из имеющихся образцов различной конструкции и при изготовлении новых катушек следует помнить, что:

1. Действующая индуктивность, добротность¹ и стабильность параметров катушки зависит не только от температуры и влажности, но и от собственной емкости катушки², которая в свою очередь определяется конструкцией и размерами катушки, видом намотки, площадью соприкосновения каркаса с обмоткой и расстояниями между обмоткой, каркасом и экраном.

2. Минимальной собственной емкостью обладают однослойные катушки с принудительным шагом, максимальной — катушки с рядовой многослойной обмоткой.

¹ Добротностью катушки называют отношение Q=ωL/R, характеризирующее качество катушки. Чем меньше потери энергии в сердечнике, катушке, каркасе и экране, тем больше ее добротность.

² Собственная емкость катушки вредно отражается на параметрах колебательных контуров. Она вносит дополнительное затухание в контур и поэтому уменьшает его добротность, снижает стабильность настройки контура, уменьшает коэффициент перекрытия диапазона.

Для уменьшения собственной емкости катушки применяют следующие меры:

а) разделяют рядовую многослойную обмотку на отдельные секции;

б) увеличивают расстояния между обмоткой с одной стороны и экраном и магнитным сердечником с другой;

в) уменьшают площадь соприкосновения обмотки с каркасом (применяя, например, ребристые каркасы);

г) используют универсальную и перекрестную обмотки, отличающиеся от обмоток других типов укладкой провода под некоторым углом к оси каркаса.

3. Из всех конструкций катушек наименьшей добротностью обладают катушки с рядовой многослойной обмоткой.

4. Катушки, предназначенные для использования в средневолновом и длинноволновом диапазонах, обычно наматывают литцендратом (так называют провод, свитый из отдельных тонких проволок с эмалевой изоляцией).

5. Применение сердечников из ферритов и магнитодиэлектриков позволяет уменьшить размеры катушек, улучшить их параметры и изменять в некоторых пределах индуктивность.

6. На радиочастотах в качестве магнитных материалов для сердечников используют карбонильное железо, магнетит, альсифер и ферромагнитную керамику (ферриты), которые иногда называют «оксиферами».

Альсиферовые сердечники применяют на частотах до 100 кГц (кольца типов ВЧ-22П, ВЧК-22П, ВЧ-32Р, ВЧ-22Р и ВЧК-22Р), сердечники из карбонильного железа — на частотах до 50 мГц (карбонильное железо класса Р-2) и ферритовые сердечники — на частотах до 100 мГц, а специальные ферриты магний-марганцевого состава — до 20000 мГц,

7. Катушки с ферритовыми сердечниками обладают не только достоинством, но и недостатками. К первым относят сравнительно большую индуктивность при малых размерах и постоянство индуктивности в широком диапазоне частот.

Недостатками катушек с ферритовыми сердечниками считают:

1) зависимость индуктивности от величины протекающего по катушке тока (так называемая амплитудная нестабильность), проявляющаяся особенно резко в ферритах с высокой магнитной проницаемостью;

2) изменение индуктивности при колебаниях температуры окружающей среды;

3) резко выраженная зависимость индуктивности от протекающего через катушку постоянного тока.

Помещение катушки в экран устраняет паразитные связи, но одновременно ухудшает ее параметры. Чем меньше размеры экрана (алюминиевого, латунного или медного), тем больше при экранировании уменьшаются индуктивность и добротность катушки и увеличивается собственная емкость.

Наименьшими размерами цилиндрического экрана считают: диаметр, равный Д, и высоту, равную l+Д (Д — наибольший внешний диаметр экранируемой катушки и l — длина катушки).

Для диапазона частот от 100 кГц до 1 МГц толщину листового материала, из которого изготовляют экраны, определяют по формулам:

в_а= (1000—f) • 0,00083+0,4 мм (для алюминия),

в_л= (1000—f) • 0,0014 +0,6 мм (для латуни),

в_м= (1000—f) • 0,0007 +0,31 мм (для меди),

где f — частота в килогерцах,

Выше отмечалось, что применение ферромагнетиков значительно улучшает электрические свойства катушек индуктивности. Особенно широкое распространение в качестве сердечников контурных катушек, дросселей высокой частоты и трансформаторов получили марганец-цинковые и никель-цинковые ферриты.

Условные обозначения марок ферритов состоят из трех индексов. Первый в виде цифр представляет основной параметр (начальную магнитную проницаемость, коэрцитивную силу и т.п.), второй — назначение и третий — различие по свойствам.

Входящие во второй индекс условных обозначений буквы означают:

БА — магнитотвердые (бариевые) анизотропные, то есть обладающие неодинаковыми свойствами по различным направлениям;

БИ — магнитотвердые (бариевые) изотропные, что означает одинаковость свойств вещества во всех направлениях;

ВТ — с прямоугольной петлей гистерезиса;

ВЧ — магнитомягкие высокочастотные (никель-цинковые, литий-цинковые и другие) для слабых полей;

К — магнитотвердые (кобальтовые);

КГ — монокристаллы со структурой граната;

МК — монокристаллы со структурой магнегоплюмбита и близкой к ней;

КШ — монокристаллы со структурой шпинели;

НМ — магнитомягкие низкочастотные (марганец-цинковые) для слабых нолей;

НМИ — магнитомягкие низкочастотные (марганец-цинковые) импульсные;

НМС — магнитомягкие низкочастотные (марганец-цинковые) для сильных полей;

НН — магнитомягкие низкочастотные (никель-цинковые) для слабых полей;

ННИ — магнитомягкие низкочастотные (никель-цинковые) импульсные;

СВ — сверхвысокочастотные;

СК — магнитострикционные (для крутильных колебаний);

СП — магнитострикционные (для продольных колебаний);

Э — магнитотвердые (бариевые) эластичные.

Примеры обозначения марок ферритов и диэлектриков:

1. 2000 НМI — магнитомягкий низкочастотный (марганец-цинковый) феррит с начальной магнитной проницаемостью 2000 для использования в слабых полях (с различием по свойствам, характеризуемым цифрой 1);

2: ВЧК — 22Р — альсифер с начальной магнитной проницаемостью 22 с компенсированным температурным коэффициентом магнитной проницаемости для использования в радиоаппаратуре.

Из оксидных магнитомягких ферритов изготавливаются сердечники различной конфигурации и размеров. Наиболее широко применяются кольцевые, броневые, стержневые (с круглым и прямоугольным сечением), Ш- и П-образные сердечники и сердечники отклоняющих систем телевизионной аппаратуры.

Диапазоны частот и температур, в которых могут работать широко распространенные броневые сердечники, приведены в таблице 1.17.

Таблица 1.17