Соглашение об измерениях и обозначениях
В разных программах (да и в разных версиях этой программы) используются разные способы измерений размеров катушки и разные буквенные обозначения размеров. Во избежании путаницы и ошибок по этому поводу на этой страничке подробно изложены нюансы по этом вопросу.
Прежде всего это касается однослойной катушки. Численные методы расчета индуктивностей основаны на предположении о бесконечно тонком проводе, которым намотана катушка. Реальная толщина провода учитывается в дальнейшем с помощью поправок, однако первоначальное допущение приводит к тому, что все размеры в оригинальных формулах расчета измеряются от центра до центра провода (см. рис1.):
- D - диаметр намотки
- l - длина намотки
- p - шаг намотки
- d - диаметр провода
- di - диаметр провода в изоляции
В эмпирических формулах это правило сохраняется. Так сложилось исторически. В некоторых популярных программах, например MMANA-GAL, используется размер называемый - "между витками". Это расстояние от края до края провода, т.е. промежуток между витками, причем без учета толщины изоляции, т.е "по меди". В программе Coil32 используется понятие "шаг намотки", "p"-pitch (шаг спирали, резьбы), это расстояние от центра до центра провода соседних витков. Акцентирую на этом внимание, т.к. именно этот момент часто приводит к ошибкам.
Часто в статьях на этом сайте можно встретить понятие форм-фактор катушки. Это отношение длины к диаметру намотки - l/D. Катушки с большим отношением l/D носят название соленоид.
Для упрощения измерений, в программе Coil32 измеряются реальные размеры каркаса и номинальный диаметр провода (без изоляции!) и затем на основании этих измерений вычисляются необходимые размеры "от центра до центра", которые и используются в расчетах. Это касается как однослойной, так и многослойной катушек, а также других видов намотки. Если вы не знаете марку провода и его номинальный диаметр, то измерив диаметр провода с изоляцией, необходимо по справочнику подобрать ближайший номинальный, правда это не гарантирует от ошибок, т.к. у разных марок обмоточного провода толщина изоляции различна. Все размеры и обозначения понятны из рисунков в самой программе. В качестве примера для однослойной катушки смотрите следующий рисунок:
- Dc - диаметр каркаса катушки
- lc - длина катушки lc = l + di
- p - шаг намотки
- d - номинальный диаметр провода
- di - диаметр провода в изоляции
Таким образом, если речь идет о размерах каркаса на который намотана катушка, мы будем употреблять понятия - диаметр катушки и длина катушки, если же речь идет о бескаркасной катушке, мы будем пользоваться понятиями - диаметр намотки и длина намотки, которые измеряются от центра до центра провода.
Стоит особо отметить, что поскольку толщина изоляции - параметр ненулевой, то даже при намотке "виток к витку", шаг намотки p всегда больше номинального диаметра провода d. Это учитывается в программе.
