Плетнев С.В. Магнитное поле: свойства, применение

Подождите немного. Документ загружается.

Таблица 6

Исследование значений магнитного поля дросселей в зависимости

от величины питающего напряжения и количества витков

Тип дроссе-

ля

Нап-

ряжен

ие, В

Ток,

Час-

тота,

Гц

Магнитная

индукция,

мТл

Примечание

Др1 w= 190 без магнитопровода

Др1 w=190 5

>11

>10

15-20

В середине катушки

На выходе катушки

В середине катушки

Др1 w=190 с магнитопроводом

Др1 w=190

5,8

12,5

1,9

4,0

7,4

100

Др2 w=210 с магнитопроводом

Др2 w=210

1,6

100

Др2 w=120 с магнитопроводом

Др2 w=120

8,2

>10

140

Примечание: Измерения магнитной индукции производились Миллитес-

ламетром Ф4356, предназначенным для измерения среднего значения индук-

ции переменного магнитного поля в воздушных зазорах 1 мм и более. Пределы

измерения 1-100 мТл.

Анализ значений, представленных в таблицах 3-6: "Зависимость индук-

тивности и активного сопротивления дросселя от размера сердечника и коли-

чества витков", "Расчет значений индуктивного сопротивления дросселей в

зависимости от частоты питающего напряжения и количества витков", "Иссле-

дование значений магнитного поля дросселей в зависимости от величины

601

питающего напряжения и количества витков" можно сделать следующий

вывод:

Так как амплитудно — частотная характеристика зависит прямо пропор-

ционально от индуктивного сопротивления дросселя, которое в свою очередь

носит квадратичную зависимость от количества витков катушки, тогда с целью

улучшения амплитудно — частотной характеристики следует снижать коли-

чества витков катушки, однако это приведет к снижению намагничивающей

силы, поэтому наиболее оптимальным вариантом является вариант, при кото-

ром индуктор будет выполнен из 6 катушек, каждая из которых содержит по

80 витков. При этих параметрах достигается постоянное значение амплитуды

тока в диапазоне от 1 до 300 Гц.

8.6.4. Поле в пространстве

Зависимость магнитной индукции от количества витков катушки

Наименование измеряемого

параметра

Магнитная индукция, мТл.

Амплитуда сигнала на выходе

датчика Холла мили тесла

метра, размах сигнала, мВ.

Падение напряжения на измери-

тельном токовом шунте 0,1 ом,

размах сигнала, мВ.

Напряжение источника пита-

ния,В

Количество витков катушки.

Диаметр провода 1 мм

531

9/5

23,5

661

716

25,5

724

641

695

475

829

455

112

23,5

1010

348

132

22,5

1150

242

160

21,5

1210

203

19,3

Примечание:

Исследования проводились при следующих условиях:

Магнитное поле катушки индуктора формировалось усилителем мощнос-

ти ОртоСПОК при значении мощности 100%.

Прибор ОртоСПОК подключался к сети через разделительный трансфор-

матор мощностью 250 Вт.

602

Исследование зависимости магнитной индукции в зависимости

от количества витков катушки

Наименование измеряемого

параметра

Магнитная индукция, мТл.

Амплитуда сигнала на выходе датчи-

ка Холла мили тесла метра, размах

сигнала, мВ.

Падение напряжения на измеритель-

ном токовом шунте 0,1 ом, размах

сигнала, мВ.

Напряжение источника питания, В.

Количество витков катушки.

Диаметр провода 1,92 мм.

26,5

647

876

101

23,5

820

550

748

687

128

953

425

19,5

Примечание:

Исследования проводились при следующих условиях:

Магнитное поле катушки индуктора формировалось усилителем мощнос-

ти ОртоСПОК при значении мощности 100%.

Прибор ОртоСПОК подключался к сети без разделительного трансформа-

тора.

603

8.6.5. Индуктор "Манжетка"

Индуктор предназначен для воздействия магнитным полем специаль-

ной формы на участок тела пациента с целью стимуляции тканей посредством

улучшения микро циркуляции и повышения проницаемости мембран в зоне

воздействия.

Конструктивно индуктор исполняется в виде манжетки, внутрь которого

встроены катушки излучателя.

Количество катушек индуктора — 5

Размещение катушек — Равномерно по полю поверхности манжетки.

Сопротивление индуктора, Ом, не более — 1

Форма сигнала представляет собой повторно — кратковременную после-

довательность зависимости амплитуды сигнала от времени: Длительность сиг-

нала 55-60 мл/сек. Длительность паузы 40-45 мл/сек. Сигнал содержит в себе

частоты от 10 до 400 Гц. Максимальная амплитуда тока, А, не более — 10.

Данные катушки L1-L5

Параметр

Одна катушка

Одна катушка с сер-

дечником

2 катушки последо-

вательно

3 катушки последо-

вательно

5 катушек последо-

вательно

D1,

0,5

Витки

D2,

5,0

Сопротивление

Оm

0,568

1,19

1,78

2,83

mkH

122,0

186

239

357

595

Оm

0,08

0,12

0,15

0,22

0,37

Оm

0,57

0,58

1,20

1,79

2,85

604

605

606

607

Измеренные значения магнитной индукции

Параметр

Включены катушки L1-L5 последователь-

но.

Включены катушки L1-L5 последователь-

но. В одну из катушек введен сердечник.

Р, %

100

120

100

I, А

3,87

4,18

4,16

4,5

В, д1

мТл

1,7

2,1

2,35

3,5

8.6.6. Индуктор модели "Стимулирующий мат"

Конструктивно индуктор модели "Стимулирующий мат" исполняется в

виде мата, внутрь которого встроены катушки излучателя. Габаритные разме-

ры, мм,— 850*2000. Действующее значение магнитной индукции у поверхнос-

ти мата, мТл, не более — 0,5. Количество катушек индуктора — 15. Размеще-

608

ние катушек — Равномерно по полю поверхности мата. Сопротивление индук-

тора, Ом, не более — 1. Форма сигнала подобна, как и в индукторе "Манжетка".

15 катушек проводом ПГВА-0.75 (11 витков), длина провода на 15 катушек и

меж катушечные соединения =35,2м. Провод до разъема ШВВП-2-0,75, 1,75м,

Параметр

От

0,85

mkН

140

Р, %

120

В,д2

мТл

0,66

В, имп

мТл

3,03

Примечание

8.6.7. Магнитная индукция излучателя типа "Чашка"

Основные сведения о катушках индуктивности с ферритовыми сердеч-

никами.

Выбор формы и типоразмера сердечника

Одной из важнейших задач разработчиков катушек индуктивности явля-

ется получение высокой добротности при возможно малом объеме катушки,

объем катушки будет определяться также параметрами обмотки, а именно:

сопротивлением провода, коэффициентом заполнения обмотки медью и,

наконец, частотой, на которой используется катушка.

При выборе формы сердечника должны быть рассмотрены многие факто-

ры, такие, например, как особенности применения катушки, тип крепления

сердечника, окружающие условия, габариты и цена. В технических условиях

на катушку индуктивности, кроме требуемого значения индуктивности и до-

пуска на нее, обычно указывают рабочую частоту, уровень напряжения и

609

величину постоянного тока (ток подмагничивания), протекающего через ка-

тушку.

Размер сердечника определяется в первую очередь величиной заданной

индуктивности, т. е. объемом намотки (числом витков провода определенного

диаметра).

Провода и обмотки

Обмотка катушки индуктивности выполняется преимущественно из мед-

ного изолированного провода круглого сечения. Для предотвращения повреж-

дения изоляции в процессе намотки обычно используются провода с двойной

или многослойной изоляцией.

Переменный ток, протекающий по проводу, создает переменное магнит-

ное поле, которое индуцирует вихревые токи в самом проводе. Наличие вих-

ревых токов вызывает рассеивание мощности, в результате чего сопротивле-

ние провода переменному току будет больше его сопротивления постоянному

току. Кроме того, изменяется распределение тока в проводе, так как вихревые

токи уменьшают основной ток в центральной части провода и увеличивают его

вблизи поверхности. Следовательно, плотность тока увеличивается по направ-

лению к поверхности провода. Это явление становится все более и более

заметным с увеличением частоты, а при относительно высоких частотах ток

будет течь в тонком наружном поверхностном слое, тогда как плотность тока

в центральной части провода уменьшится практически до нуля. При высоких

частотах сплошной провод имеет практически такое же сопротивление, как

полая трубка того же наружного диаметра Сопротивление в этом случае обрат-

но пропорционально не площади сечения провода, а его диаметру. Отсутствие

тока в центральной части провода означает соответствующее отсутствие маг-

нитного поля. Таким образом, вихревые токи, индуцированные текущим в

проводе переменным током, стремятся предотвратить образование магнитного

поля внутри провода, т. е. создают эффект магнитного экранирования.

При низких частотах, когда глубина проникновения велика, сопротивле-

ние провода переменному току практически то же самое, что и постоянному

току

Типы обмоток

Однослойная (соленоидная) обмотка. Этот тип обмотки обеспечивает на-

именьшую величину индуктивности. Вместе с тем обмотка имеет очень малую

величину распределенной емкости и хорошую теплоотдачу, так как воздух

движется над всей ее площадью. Для намотки однослойных катушек применя-

ется, как правило, сплошной провод.

Катушка с многослойной обмоткой обеспечивает большую величину ин-

дуктивности по сравнению с однослойной обмоткой. В многослойной катушке

промежуток между витками обычно достаточно мал и индуктивность не зави-

сит от него, а определяется только числом витков и размерами обмотки.

610