К определению индуктивности и собственной ёмкости катушки частотомером
На практике часто возникает необходимость измерить индуктивность контурной катушки или дросселя, а прибор, который позволил бы это осуществить с достаточной точностью, отсутствует. Так дело обстоит у автора данной заметки: есть китайский приборчик, именуемый «транзистор-тестер LCR-T4», который может также измерять индуктивность и ёмкость, но диапазон его ограничен снизу величинами 0,1 мГн и 40 пФ, соответственно. То есть для катушек малой индуктивности он мало пригоден.
Однако если в нашем распоряжении имеется простейший генератор и частотомер, то мы можем довольно точно определить индуктивность катушки, а также и её собственную ёмкость (суммарно с ёмкостью монтажа и приконтурной цепи генератора). Как это сделать, опытным радиолюбителям наверняка известно, но начинающим, возможно, и нет.
Задача сводится к следующему. Надо собрать простейший генератор, в котором катушка включается без отвода и дополнительной обмотки, например, генератор по схеме Франклина. Конечно, желательно, чтобы ёмкость элементов, параллельных контуру, была как можно меньшей. Необходимо иметь хотя бы один подходящий конденсатор, ёмкость которого (С1, пФ) известна с возможно большей точностью. «Подходящий» означает, что при подключении его параллельно катушке, генератор ещё возбуждался бы, и частотомером можно было бы измерить частоту. Чем она ниже (конденсатор возможно большей ёмкости), тем выше точность измерений. Если генератор также работает без данного конденсатора, то достаточно выполнить 2 измерения частоты: с конденсатором и без него.
Пусть F0, мГц – частота генерации без конденсатора С1; F1 – то же с конденсатором. Обозначим: L – индуктивность катушки, мкГн; C0 – её собственная ёмкость в сумме с ёмкостью монтажа и прилегающей цепи генератора, пФ. L и C0 – искомые величины.
Частота контура F = 159.16/sqr(L*C); F в мГц, L в мкГн, C в пФ, sqr означает корень квадратный. Уравнение применяем дважды. Для колебательного контура без C1 имеем:
F0 = 159.16/sqr(L*C0), а с подключённым C1, соответственно, F0 = 159.16/sqr[L*(C0+C1)].
Решая совместно, получим:
L = 25330*(1/F1^2-1/F0^2)/C1; C0 = 25330/(F0^2*L).
Пример. Имеются: катушка из 30 вит. ПЭВ-0,3 и конденсатор C1 ёмкостью 124 пФ. Транзистор-тестер показал, что приблизительно L = 0,04 мГн (±0,01); C0 неизвестна. Измерения дали: F0 = 5,315 мГц; F1 = 2,085 мГц. Отсюда находим, что L = 39,7 мкГн; C0 = 22,5 пФ.
Если без C1 генератор «не генерит», работает неустойчиво и т.п., то надо сделать пару измерений с двумя конденсаторами известной ёмкости, воспользовавшись аналогичным алгебраическим способом.
