بـالـون: شناخت، ساخت، سنجش -3

.

.

دانستن مقداری تئوری ضروری است

در این قسمت، نخست به مطالب زیر می پردازیم:

• پارامترهای مغناتیسی
• مقاومت القایی
• نفوذپذیری مغناتیسی (پرمابیلیته)
• آشنایی با نرم افزار محاسب «هسته های حلقوی کوچک»

.

فلوی مغناتیسی در سیم پیچ

هر رسانایی که به صورت یک سیم پیچ پیچیده شده باشد، با گذر جریان از آن، در درون اش یک میدان مغناتیسی یکنواخت ایجاد می شود. فلوی مغناتیسی، که آن را با حرف لاتین «فی» نمایش می دهند، نمایانگر مجموعه ی خطوط این میدان مغناتیسی است. تعداد خطوط میدان به ازای سطح مقطع A به نام «چگالی فلوی مغناتیسی» خوانده می شود و یکای آن «تسلا» نام گذاری شده است. مقدار یک تسلا را می توان به صورت زیر تعریف کرد:

.

.

چگالی فلوی مغناتیسی B با ولتاژ، جریان و ضریب نفوذپذیری مغناتیسی (پرمابیلیته)، و با عکس فرکانس، تعداد دور و سطح مقطع سیم پیچ متناسب است. چگالی فلوی مغناتیسی هسته از رابطه ی زیر به دست می آید:

.

.

در رابطه ی بالا، B مقدار قله ای چگالی فلوی مغناتیسی بر حسب «تسلا»، U_eff ولتاژ اِعمال شده به سیم پیچ، A سطح مقطع هسته بر حسب مترمربع، N تعداد دور سیم پیچ و f فرکانس بر حسب هرتز است.

.

.

مقادیر بیشینه ی چگالی فلوی مغناتیسی B_max مربوط به یک هسته

از «داده برگ» آن یا از دیاگرامی که سازنده ی هسته در اختیار می گذارد، استخراج می شود.

اگر در هنگام کار، از این مقدار تجاوز شود،

هسته ویژگی های مغناتیسی خود را از کف می دهد و

ممکن است آسیب ببیند.

.

نفوذپذیری یا رسانایی مغناتیسی – پرمابیلیته µ

ضریب نفوذپذیری µ_r نسبتی است که میزان نفوذپذیری یا به عبارت دیگر میزان رسانش یک ماده را نسبت به نفوذپذیری مغناتیسی خلاء نشان می دهد. نفوذپذیری مغناتیسی خلاء (تقریباً معادل همین مقدار برای هوا) برابر با µ=1 در نظر گرفته می شود. هر گاه در سیم پیچی، خطوط میدان به جای عبور از هوا، از ماده ای که µ_r = 10 دارد، عبور کنند، مقدار «خودالقایی» یا «اندوکتیویته» که سیم پیچ از خود نشان می دهد، ده برابر خواهد شد.

اگر بخواهیم با تعداد دور کمتر به خودالقایی بالاتری برسیم، باید برای سیم پیچ خود از هسته ای با یک نفوذپذیری مغناتیسی (پرمابیلیته) زیاد بهره گیری کنیم. این هدف با به کارگیری هسته ای از جنس مواد «فِرّومغناتیس» (مانند آهن) با ضریب µ_r بالا به دست خواهد آمد.

.

.

پرمابیلیته یا ضریب نفوذ مغناتیسیِ آهن/هسته های فرّیتی مقدار ثابتی نیست.

این ضریب بر اثر فرکانس، دما و شدت میدان مغناتیسی H دچار تغییر می شود.

موادی که µ_r بالایی دارند، اغلب دارای تلفات بیش تری هم هستند.

به این دلایل، انتخاب هسته ی مناسب همیشه حاصل

مصالحه ای میان همه ی پارامترهای موثر و شرایط کاری سیم پیچ است

و نسخه ی جامعی که در تمام کاربردها بهینه باشد، وجود ندارد.

.

قوانین تقریبی – مشخصه ها

به منظور سرکوب جریان های نامتعادل، باید مقاومت القایی (X_L) پیچش یک بالون در حدود 10 برابر بزرگ تر از امپدانس باری باشد که به آن متصل می شود. در این صورت، به 20 دسی بل تضعیف در جریان های نامتعادل دست پیدا می کنیم. مقاومت القایی از رابطه ی زیر به دست می آید:

.

.

برای پیش گیری از «عدم تطبیق» (VSWR بد)، «مقاومت موجی» رسانایی که در پیچیدن سیم پیچ به کار برده می شود، باید با میانگین هندسی بین امپدانس های ورودی و خروجیِ بالون (و همچنین ترانس مبدل خط انتقال-اگر استفاده شود) تطابق داشته باشد.

.

.

«مقاومت موجی» یا Z₀ یک خط انتقال از نسبت بین قطر دو رسانای آن و فاصله ی میان آنها و همچنین «ضریب دی الکتریک» یا e_r ماده ی عایق (دی الکتریک) میان آنها به دست می آید. کابل های معمولی بلندگو با عایق پی.وی.سی. با رساناهای مسی به قطر 75/0 میلی متر، غالباً دارای مقاومت موجی برابر 100 اهم هستند.

.

.

نرم افزار «محاسب کوچک هسته های حلقوی»

.

این نرم افزار رایگان است و می توان آن را از نشانی زیر دریافت کرد:

.

لینک دریافت نرم افزار

«محاسب کوچک هسته های حلقوی»

.

راهنمای استفاده از این نرم افزار را از نشانی زیر دریافت کنید:

.

لینک دریافت

راهنمای کاربری نرم افزار بالا

.

چه کسی به چنین نرم افزار محاسبی نیاز دارد؟

.

رادیوآماتورهایی که می خواهند یک سلف، یا بالون طرح کنند، ولی میل ندارند با فرمول ها و داده برگ های سازندگان دست و پنجه نرم کنند، این نرم افزار را خواهند پسندید. کاربر این نرم افزار اندوکسیونی در نظر دارد و برای آن به دانستن تعداد دور لازم برای پیچش نیاز دارد. فرمول ها و داده های مربوط به مواد سازنده ی هسته های معمول در بازار در نرم افزار گنجانده شده است. نگارنده ی این نرم افزار کارآمد و رایگان برای «ویندوز» و «لینوکس» زنده یاد «ویلفرید بورمایستر»، DL5SWB، نام دارد.

.

ادامه دارد ...

.

.

مطالب مرتبط:

بـالـون: شناخت، ساخت، سنجش -4

بـالـون: شناخت، ساخت، سنجش -2

.

.

www. etesalkootah.ir ||   2016-04-23 © 

2015 www.etesalkootah.ir  © All rights reserved.

تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه های مشابه آن با ذکر واضح "اتصال کوتاه دات بلاگ دات آی آر" بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل "کلیک" به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه های چاپی نیز در صورت چاپ واضح "www.etesalkootah.ir" بعنوان منبع مجاز است.

.