Studierea caracteristicelor componentelor pasive de tip inductor

1. Scopul lucrării. Cercetarea inductantei, capacitatii parazite si a factorului de calitate a inductoarelor de forma diversa cu sau fara miez.

2. Aparate si materiale.

- Aparat universal de masurat L,C,R tip E7-11

- Aparat universal tip E7-12

- Inductoare

- Cabluri

3. Consideratii teoretice:

Inductoarele reprezinta componentele pasive (dipole) capabile sa acumuleze energie magnetica. Parcurse de curent, inductoarele sunt in stare sa produca un cimp magnetic asemenator celui produs de un magnet.

Intrucit fluxul magnetic si curentul electric variaza direct proportional, inductanta inductoarelor reprezinta coeficientul de proportionalitate respective, conform relatiei:

Φ(t)[Wb]=L[H]i(t)[A];

Inductanta depinde de factori geometrici si de factor ice caracterizeaza proprietatile magnetice ale mediului. Cu cit mediul este mai permeabil la liniile de cimp magnetic, inductanta este mai mare.

La un inductor sunt prezente efectul inductiv, efectul capacitiv si cel disipativ. Datorita efectului disipativ in inductor se dezvolta puterea activa. Pierderile de puterea activa in inductor se caracterizeaza prin tangenta unghiului de pierderi( factor de disipatie, factor de prierderi), tgδ, marime ce reprezinta raportul dintre puterea active si puterea reactiva din inductor.

tgδ=1/Q

Marime reciproca marimii tgδ este factorul de calitate Q al inductorului si se utilizeaza mai des pentru caracterizarea pierderilor unui inductor.

Inductanta bobinei depinde de structura, geometria si dimensiunile acesteia.

Capacitatea parazita reprezinta o capacitate distribuita ce apare datorita vecinatatii dintre doua conductoare aflate la potentiale electrice diferite.

Majoritatea bobinelor utilizate in echipamente electronice au in componenta lor un miez magnetic. Miezurile se realizeaza din materiale feromagnetice moi sub forma de laminate, fie ca pulbere. Constructia miezurilor permite, in general, modificarea inductantei prin deplasarea miezului in raport cu infasurarea (bobinajul). Exista si miezuri nemagnetice realizate din alama sau cupru.

4. Formulele de calcul:

L¹‚=L‚- kDn *10³ [μH]; L‚= 0,01*Dn²/(l/D+0.44)

Lc=0,3937r²n²/(9r+10l), r=D+d/2;

Lc=0,315a²n²/(6a+9b+10c), a=D/2, b=l, c=2d

5. Tabela masurarilor:

Tab. 2.1.

Inductorul Inductanta

μH tgδ Q=1/ tgδ Capacitatea

parazita f,aparat

de

masurat

l=40 cm

d=0,19 cm

0,436

0,0231

43,29

58,09 nF 1 MHz,

Ap.E7-12

l=40 cm

d=0,19 cm

0,502

0,021

47,61

50,33 nF

M

l=40 cm

d=0,19 cm

0,408

0,0077

129,87

62 nF