Определение тока насыщения катушек индуктивности с магнитопроводами. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

При разработке и изготовлении катушек индуктивности, импульсных трансформаторов возникает вопрос об их пригодности для работы в конкретных условиях. Обусловлено это тем, что параметры применяемых магнитопроводов зачастую точно неизвестны. В результате возможна ситуация, когда материал магнитопровода трансформатора входит в насыщение, что снижает КПД источника питания или выводит его из строя. Для катушек индуктивности (дросселей) это приводит с существенному уменьшению индуктивности с вытекающими из этого последствиями. Авторы предлагают устройство, позволяющее проводить проверку таких элементов на возможность их работы в конкретных условиях.

Устройство предназначено для определения тока катушек индуктивности (дросселей) или обмоток импульсных трансформаторов с ферромагнитными, альсиферовыми сердечниками, при котором наступает насыщение материала магнитопровода. Хотя существуют различные рекомендации по расчету и изготовлению таких элементов, но, не зная реальных параметров магнитопровода (особенно с немагнитным зазором), трудно получить желаемый результат или определить возможность их применения в конкретном устройстве.

Схема устройства показана на рис. 1. В его состав входят генератор импульсов на логических элементах DD1.1 - DD1.6, буферный каскад на транзисторах VT1, VT2, мощный полевой переключательный транзистор VT3 и датчик тока на резисторе R8. Буферный каскад обеспечивает быструю зарядку и разрядку емкости затвор-исток транзистора VT3, диод VD4 служит для ограничения выбросов напряжения на проверяемой катушке индуктивности.

Рис. 1

В генераторе импульсов реализована раздельная регулировка резисторами R4 и R5 длительности импульсов и периода их следования соответственно. Длительность импульсов изменяют в пределах 6...60 мкс на одном диапазоне и 60...600 мкс на другом. Период повторения можно изменять в пределах 0,2...2 мс и 2...20 мс соответственно. Диапазоны переключают выключателем SA1. Напряжение питания поступает на генератор импульсов через диод VD3 и сглаживается конденсатором С3, что снижает влияние на его работу помех, возникающих в цепи питания устройства при протекании импульсных токов. В цепь истока транзистора VT3 установлен низкоомный резистор R8, падение напряжения на котором пропорционально току, протекающему через этот транзистор и проверяемую катушку индуктивности "Lx". Напряжение подают на вход осциллографа, на экране которого контролируют его форму.

Первоначально на первом диапазоне устанавливают минимальную длительность импульсов при максимальной скважности (максимальном периоде следования). Большая скважность позволяет уменьшить среднюю рассеиваемую мощность на транзисторе VT3, а также использовать менее мощный источник питания, поскольку импульсный ток обеспечивают конденсаторы С4, С5. К гнездам XS2 подсоединяют осциллограф, к гнездам XS1 - проверяемую катушку индуктивности и подают питающее напряжение (10...15 В). На экране осциллографа необходимо получить осциллограмму, соответствующую рис. 2. Если яркость изображения на экране осциллографа будет недостаточной, резистором R5 следует уменьшить период следования импульсов. Но увлекаться этим не следует, поскольку это приведет к увеличению потребляемого тока и нагреву транзистора VT3.

Рис. 2

Затем длительность импульса следует плавно увеличивать до тех пор, пока линейное увеличение напряжения не перейдет в нелинейное (рис. 3), а точка Un будет определять ток, при котором происходит насыщение материала магнитопровода: Iнас = Un/0,2. Если на первом диапазоне точки Un достичь не удалось, включают второй диапазон генератора.

Рис. 3

Следует отметить, что максимально допустимая длительность импульса напряжения на катушке индуктивности tn в точке Un обратно пропорциональна напряжению этого импульса. Например, если в устройстве при напряжении питания 15 В проверяют импульсный трансформатор и насыщение наступает при длительности импульса tn = 300 мкс, то в сетевом импульсном блоке питания при напряжении питания 300 В длительность импульса должна быть в 20 раз меньше: tn <= 15 мкс.

Конструкция и детали. Все детали смонтированы на плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, ее чертеж показан на рис. 4.

Рис. 4

Плату размещают в корпусе из изоляционного материала, на стенках которого устанавливают гнезда для подключения осциллографа, катушки индуктивности (можно применить зажимы "крокодил"), выключатель и переменные резисторы. В устройстве применены переменные резисторы СП, СПО, СП-4, резистор R8 - С5-16МВ-2Вт, остальные - МЛТ, С2-33. Конденсаторы С4, С5 - К50-24, С3 - К50-35 или аналогичные импортные, С1, С2 - К73-9, К73-24, К10-17. Диоды КД510А заменимы импульсными маломощными серий КД503, КД521, КД522 с любыми буквенными индексами, диод FR801 можно заменить на FR802, FR803, HER801, транзистор IRFZ44N - на IRFZ48N, транзисторы КТ3117А, КТ313А - соответственно на КТ698 и КТ6127 с любыми буквенными индексами.

Для питания устройства используют стабилизированный источник питания с защитой по току и выходным напряжением 10...15 В при токе до 1 А. Налаживание сводится к проверке работоспособности генератора и при желании - градуировке шкал переменных резисторов. Практическая польза от проведенных измерений состоит в том, что можно упростить расчеты, которые дают приближенные результаты и требуют экспериментальной проверки, и получить конкретные результаты, более совместимые с решаемой задачей.

Авторы: Ю.Гумеров, А.Зуев, г.Ульяновск

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Компьютерная память помогает человеческой 22.12.2014 Чтобы лучше запомнить что-то новое, попробуйте разгрузить свою память, передав компьютеру старую информацию из своего мозга. Сохраняя информацию на жесткий диск компьютера или на "флешку", мы лучше запоминаем следующую порцию сведений - к такому выводу пришли в своей работе Бенджамин Сторм (Benjamin C. Storm) и Шон Стоун (Sean M. Stone) из Калифорнийского университета в Санта-Крузе (США). В экспериментах психологов участвовало двадцать студентов, которые должны были изучить два PDF-файла с тем, чтобы запомнить как можно больше из написанного в них. В каждом файле был список существительных, и первый список закрывали сразу же после прочтения. При этом некоторым говорили просто закрыть его, а другим - сохранить в определенное место на компьютере. Второй файл читали по времени столько же, сколько и первый, но после участники эксперимента должны были сразу же сказать, сколько слов из него они запомнили. И лишь затем их проверяли насчет первого списка - того, который они закрыли после прочтения и перешли ко второму. Оказалось, что больше всего слов из второго списка запоминалось в том случае, если первый не просто закрывали, а специально сохраняли на жестком диске. То есть в памяти у человека как будто освобождалось больше места под новую порцию слов, ведь предыдущие он сохранил на "внешнем носителе". Результаты подтвердились в другом таком же опыте с вдвое большим числом добровольцев. Однако на сей раз обнаружились некоторые нюансы. Так, если студентам говорили, что сохраняемый список не так уж важен, что его, конечно, нужно сохранить, но если он станет вдруг недоступен, то ничего страшного, то в таком случае второй список они запоминали безо всяких преимуществ, как если бы первый список они просто закрыли без сохранения. В предыдущих работах на тему взаимодействия памяти компьютерной и памяти живой говорилось, что, когда мы сохраняем информацию в компьютере, нам самим становится труднее ее вспомнить. Долговременная нейронная память со старыми сведениями делается недоступной - ведь мы знаем, что "скопировали" их на жесткий диск. Однако, как оказывается, здесь есть и положительная сторона: одновременно мы освобождаем когнитивно-психологические ресурсы под что-то новое. Хотя психологи использовали в экспериментах только компьютерную память, возможно, что такой же эффект имеет место и в том случае, если мы записываем что-то на клочке бумаги. Впрочем, так это или не так, играет ли какую-то роль тип "внешнего носителя", можно выяснить только после дополнительных экспериментов - равно как и нейронный механизм, лежащий в основе описанного феномена.

Другие интересные новости:

▪ Искусственная сетчатка глаза на органических чипах

▪ Платиновая нитка для топливного элемента

▪ Еда как наркотик

▪ Термопаста Xigmatek Xi-3 HDT

▪ Системная плата Asus X79-Deluxe

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радио - начинающим. Подборка статей

▪ статья Призрак бродит по Европе, призрак коммунизма. Крылатое выражение

▪ статья Каким было проклятие Тутанхамона? Подробный ответ

▪ статья Венерин башмачок. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Особенности применения варикапов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стабилитрон в роли балласта. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026