Calculadoras de inducción
Hay dos programas disponibles para la especificación de los inductores, uno para las bobinas de núcleo de aire y el otro para los inductores de la herida toroidal. Cada una es una organización independiente, autónoma, ejecutables de programas de Microsoft Windows. No se requiere instalación. Sólo tienes que descargar y ejecutar. He usado estos programas en varios ordenadores que ejecutan una variedad de sistemas operativos, incluyendo Windows XP, 2000, y 98 sin problemas.I. La Calculadora de inductor de núcleo de aire
Para mantener las cosas manejables, este software sólo se ocupa de las bobinas, cuyo diámetro a medida proporción es de entre un décimo y décimo grado. Esto le da un rango de 100:1 para el diámetro / longitud y debe cubrir casi cualquier inductores de núcleo de aire de la herida de mano de los constructores caseros. Moviéndose a través de manuales de ingeniería de distintas edades y sus descripciones. Me sorprendí al encontrar que no hay una fórmula única que cubra a solenoidales cilíndricas con núcleo de aire en esta gama de inductores. La ecuación más común para la inductancia es:
L = n ² ² * d / (18d 40h +)
donde: L = inductancia en microhenrios
n = número de vueltas
d = diámetro medio en pulgadas
h = altura del devanado en pulgadas
Esto se conoce como la fórmula de Wheeler. Lo puedes encontrar en los manuales de muchos, incluyendo la mayoría de las ediciones del Manual de la ARRL para comunicaciones de radio. Esta fórmula tiene una precisión de aproximadamente 1%, pero se limita a las bobinas con una relación diámetro / altura de menos de aproximadamente 0,8 (bobinas largas y delgadas).
Para las bobinas más cortos y más gordo (es decir, cuando el diámetro / altura es de más de 0,8), no existe una fórmula analítica que he podido encontrar para la inductancia. La mayoría de los manuales de uso de un enfoque alternativo para estos inductores que hace referencia a los gráficos o tablas de numbers3. El programa de ordenador que estoy describiendo aquí incluye estos datos y es adecuado para los inductores, cuando el diámetro es de hasta diez veces la altura de la bobina.
"Diámetro" en esta fórmula se refiere al diámetro medio del devanado. El diámetro medio es en realidad el diámetro exterior de la forma de la bobina más el diámetro del alambre se enrolla en él. El problema, por supuesto, es que usted probablemente no sabe lo que el tamaño del cable que va a usar hasta que haya terminado de aplicar la fórmula. Ignorando esta complicación poco puede conducir a un error considerable en la inductancia calculada, especialmente para una bobina de diámetro pequeño con gran calibre del alambre.Capacitancia parásita y la auto-resonancia
Otra cuestión que levanta su fea cabeza es el de la capacitancia parásita. Cada vuelta de la bobina exhibe una pequeña cantidad de capacitancia a sus giros de vecinos. La capacitancia neta resultante de la combinación en serie de todos estos condensadores callejeros, pequeñas como lo es, actúa como si fuera en paralelo con el inductor, y realmente formar un circuito resonante a cierta frecuencia. La impedancia de la bobina aumenta rápidamente a medida que la frecuencia de operación se aproxima a este punto. Por encima de la auto-resonancia de la bobina comienza a comportarse como un condensador. Por lo tanto es útil, en el diseño de un inductor, para tener una idea de lo que la frecuencia propia de resonancia será, ya que establece un límite a la frecuencia máxima de uso.
Un método simple de estimación de la capacitancia parásita de una bobina se describe en un artículo publicado por la IEEE4. El método está incluido en este programa con el fin de encontrar la capacitancia y la frecuencia de auto-resonante.Núcleo de aire Características Calculadora y limitaciones
El software de bobina de núcleo de aire calculadora incluye funciones que manejan algunos de estos dolores de cabeza, de modo que usted no tenga que hacerlo. Por ejemplo:
El método apropiado para el cálculo de la inductancia se selecciona automáticamente, basado en la relación diámetro / altura,
Después de haber introducido diámetro de la bobina forma y altura devanado, el programa automáticamente factores en el diámetro del alambre,
Basándose en el tamaño del cable, el diámetro de la bobina y el número de vueltas, el programa intenta calcular la capacitancia parásita total y muestra esta cifra junto con una estimación de la frecuencia de auto-resonante. Estos son necesariamente sólo cálculos aproximados, ya que la capacitancia depende de una serie de factores como el material bobina forma, la proximidad de los conductores cercanos, etc,
El programa supone que la bobina se enrolla con alambre magneto de cobre sólido esmaltado. El espaciamiento de las vueltas se supone que es tan cerca como sea posible. En el cálculo de la inductancia y capacitancia parásita, una pequeña corrección se hace para permitir espesor de aislamiento y de las irregularidades debidas a devanado de mano,
El cable de tamaño máximo que cabe en el espacio que usted especifique se calcula y se muestra el uso de unidades AWG,
Por conveniencia, la longitud total del cable que se requiere para enrollar la bobina está determinada. Por lo tanto, usted no tiene que adivinar la cantidad de cable que necesita antes de empezar liquidación. Para una bobina con muchas vueltas, lo que ahorra una gran cantidad de frustración (y el cable perdido).
Este programa tiene un built-in algunas limitaciones vale la pena mencionar:
No se tiene en cuenta para el cálculo de longitudes de cable de inductancia o la longitud total del cable,
Bobina diámetro / altura debe ser entre un décimo y diez,
El número de vueltas debe ser más de uno y menos de 16384,
La inductancia calculado es el verdadero, o de baja frecuencia, la inductancia y es más precisa a frecuencias muy por debajo de la frecuencia de auto-resonante de la bobina,
La bobina se supone que es muy lejos de otros conductores. Si se coloca un escudo alrededor de la bobina, la inductancia se puede reducir a una cantidad significativa. Este efecto es peor para los inductores largos y delgados. Como un ejemplo, por una bobina de núcleo de aire cuya altura devanado es diez veces su diámetro, la inductancia se puede reducir hasta en un 20% cuando está encerrado en un escudo que es el doble del diámetro de la bobina.
Haga clic aquí para descargar el programa: núcleo de aire
II. El toroide-Inductivos Calculadora
Núcleos toroidales de uso común en el trabajo de radioaficionados son de dos tipos básicos. Polvo de hierro-núcleos se fabrican a partir de partículas finas de hierro mezclados con un aglutinante, formando, en efecto, un espacio de aire distribuido. Esta técnica disminuye la inductancia que se puede obtener en comparación con un núcleo de hierro sólido, sino que también reduce notablemente las pérdidas y permite el uso de alta frecuencia y VHF. Núcleos de ferritas están hechos de cerámica-exóticos como materiales que tienen una composición química de manganeso-zinc o níquel-zinc. Ambos materiales se forman en toroidal (y otras) formas con tamaños que van desde una fracción de pulgada hasta varias pulgadas de diámetro.
Las propiedades magnéticas de ambos tipos de núcleo dependerá del material de que están hechos. Esto se denomina a veces la mezcla. La inductancia que puede ser realizado por arrollamiento de un número dado de vueltas en un toroide depende de la mezcla y el tamaño físico. Toroides de polvo de hierro fabricados por micrometales y Inc.5-y esto es sobre todo el caso en los círculos de radioaficionados, están pintadas con un código de color estándar para indicar la mezcla. Los núcleos de ferrita no son por lo general un código de colores, haciendo difícil la identificación.
La ventaja de utilizar núcleos toroidales es que los campos magnéticos están casi totalmente confinado al núcleo. Inductores de hechos de esta manera rara vez requieren protección y se puede montar cerca de otros componentes. Esto está en marcado contraste con núcleo de aire inductores cilíndricos.
La principal desventaja de los inductores de metal toroide (especialmente ferritas) es que se conviertan en magnéticamente saturado a niveles de alta potencia, lo que la inductancia a caer drásticamente. Este efecto es inexistente en las bobinas de núcleo de aire.
Ejecución de la Calculadora de inductor toroidal
Este programa de la calculadora le permite seleccionar el tipo de toroide que está trabajando (en polvo de hierro o ferrita) y luego le permite elegir entre una lista de tamaños estándar de la industria y los materiales que utilizan menús desplegables. No todas las combinaciones de tamaño de toroide y el material son los válidos, y el programa mostrará un cuadro de mensaje informativo, si usted elige una combinación inexistente.
A partir de aquí, las cosas son similares a la calculadora de núcleo de aire. Introducir el valor de la inductancia o el número de vueltas, haga clic en el botón Resolver para el parámetro que desea y el programa va a trabajar, la recopilación de datos del fabricante para el centro que haya elegido, el cálculo de la inductancia o el número de vueltas y mostrar los resultados. El rango recomendado de frecuencia en la pantalla y las dimensiones fundamentales se enumeran (puede seleccionar las unidades métricas o Inglés), junto con el tamaño máximo y la longitud requerida.
El tamaño del alambre es el alambre de mayor calibre que pueden encajar en la zona de bobinado, dado el tamaño del núcleo y el número de vueltas. Se recomienda que el área de bobinado no debe ocupar la circunferencia completa toroide - más bien, una diferencia de alrededor de 30 grados se debe dejar entre el comienzo y el final del devanado. Esta práctica se pretenden reducir la capacitancia parásita. Un dibujo en el marco de la información liquidación ilustra esto.
Características inductores toroidales Calculadora y limitaciones
Los códigos de colores que se muestran para núcleos de hierro en polvo estándar de seguimiento de los micrometales.
Este programa no tiene en cuenta la longitud del conductor externo en el cálculo de la inductancia o la longitud del cable.
El programa muestra un rango de frecuencia de operación sugerido para el tipo de núcleo seleccionado. Los núcleos de ferrita tienen dos rangos sugeridos: uno para la operación de banda estrecha como para circuito sintonizado y otro distinto para las aplicaciones de banda ancha como los filtros.
El número máximo de vueltas que el programa puede manejar es 65535. El número de vueltas también debe ser mayor que 1.
El número más grande que puede entrar en el cuadro de la inductancia (independientemente de las unidades seleccionadas en el menú desplegable) es 65535.
Una buena cantidad de comprobación de errores de entrada del usuario está incorporada en el programa, pero no se comprueba todo. Si introduce un número ridículo (como decir que quieren relajarse y 20.000 vueltas en un núcleo de T-12) que le dará respuestas ridículas (como llamar a un tamaño de cable de 90 AWG).
Haga clic aquí para descargar el programa de bobina
Núcleos toroidales de uso común en el trabajo de radioaficionados son de dos tipos básicos. Polvo de hierro-núcleos se fabrican a partir de partículas finas de hierro mezclados con un aglutinante, formando, en efecto, un espacio de aire distribuido. Esta técnica disminuye la inductancia que se puede obtener en comparación con un núcleo de hierro sólido, sino que también reduce notablemente las pérdidas y permite el uso de alta frecuencia y VHF. Núcleos de ferritas están hechos de cerámica-exóticos como materiales que tienen una composición química de manganeso-zinc o níquel-zinc. Ambos materiales se forman en toroidal (y otras) formas con tamaños que van desde una fracción de pulgada hasta varias pulgadas de diámetro.
Las propiedades magnéticas de ambos tipos de núcleo dependerá del material de que están hechos. Esto se denomina a veces la mezcla. La inductancia que puede ser realizado por arrollamiento de un número dado de vueltas en un toroide depende de la mezcla y el tamaño físico. Toroides de polvo de hierro fabricados por micrometales y Inc.5-y esto es sobre todo el caso en los círculos de radioaficionados, están pintadas con un código de color estándar para indicar la mezcla. Los núcleos de ferrita no son por lo general un código de colores, haciendo difícil la identificación.
La ventaja de utilizar núcleos toroidales es que los campos magnéticos están casi totalmente confinado al núcleo. Inductores de hechos de esta manera rara vez requieren protección y se puede montar cerca de otros componentes. Esto está en marcado contraste con núcleo de aire inductores cilíndricos.
La principal desventaja de los inductores de metal toroide (especialmente ferritas) es que se conviertan en magnéticamente saturado a niveles de alta potencia, lo que la inductancia a caer drásticamente. Este efecto es inexistente en las bobinas de núcleo de aire.
Ejecución de la Calculadora de inductor toroidal
Este programa de la calculadora le permite seleccionar el tipo de toroide que está trabajando (en polvo de hierro o ferrita) y luego le permite elegir entre una lista de tamaños estándar de la industria y los materiales que utilizan menús desplegables. No todas las combinaciones de tamaño de toroide y el material son los válidos, y el programa mostrará un cuadro de mensaje informativo, si usted elige una combinación inexistente.
A partir de aquí, las cosas son similares a la calculadora de núcleo de aire. Introducir el valor de la inductancia o el número de vueltas, haga clic en el botón Resolver para el parámetro que desea y el programa va a trabajar, la recopilación de datos del fabricante para el centro que haya elegido, el cálculo de la inductancia o el número de vueltas y mostrar los resultados. El rango recomendado de frecuencia en la pantalla y las dimensiones fundamentales se enumeran (puede seleccionar las unidades métricas o Inglés), junto con el tamaño máximo y la longitud requerida.
El tamaño del alambre es el alambre de mayor calibre que pueden encajar en la zona de bobinado, dado el tamaño del núcleo y el número de vueltas. Se recomienda que el área de bobinado no debe ocupar la circunferencia completa toroide - más bien, una diferencia de alrededor de 30 grados se debe dejar entre el comienzo y el final del devanado. Esta práctica se pretenden reducir la capacitancia parásita. Un dibujo en el marco de la información liquidación ilustra esto.
Características inductores toroidales Calculadora y limitaciones
Los códigos de colores que se muestran para núcleos de hierro en polvo estándar de seguimiento de los micrometales.
Este programa no tiene en cuenta la longitud del conductor externo en el cálculo de la inductancia o la longitud del cable.
El programa muestra un rango de frecuencia de operación sugerido para el tipo de núcleo seleccionado. Los núcleos de ferrita tienen dos rangos sugeridos: uno para la operación de banda estrecha como para circuito sintonizado y otro distinto para las aplicaciones de banda ancha como los filtros.
El número máximo de vueltas que el programa puede manejar es 65535. El número de vueltas también debe ser mayor que 1.
El número más grande que puede entrar en el cuadro de la inductancia (independientemente de las unidades seleccionadas en el menú desplegable) es 65535.
Una buena cantidad de comprobación de errores de entrada del usuario está incorporada en el programa, pero no se comprueba todo. Si introduce un número ridículo (como decir que quieren relajarse y 20.000 vueltas en un núcleo de T-12) que le dará respuestas ridículas (como llamar a un tamaño de cable de 90 AWG).
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