Паразитная емкость многослойной катушки, хотя бы для сферического коня в вакууме Опции

[iiv]

Добрый день,

запутался в аналитических расчетах паразитной емкости катушки, выношу на обсуждение полученные формулы, поправьте, пожалуйста, если я не прав.

Пусть у нас имеется катушка с

n слоями
m витками в каждом слое

Пусть между слоями есть отступ, и между витками в слое - тоже.

Пусть емкость конденсатора, который образован из двух соседних витков составляет c1.

Представим каждый слой как обкладку конденсатора, пусть для каждой пары таких слоев емкость составляет c2.

Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что паразитная емкость такой многослойной катушки будет равна c1*n*(m-1)*2+c2*(n-1)*2,

а, если в первом приближении сказать, что расстояние между соседними обмотками и расстояние между соседними слоями одинаково и одинаков тип диэлектрика, то емкость примерно равна c1*n*m*4

Спасибо

ИИВ

[AlexeyW]

Если человек сам написал симулятор, честь и хвала. Я тоже так делал, и ни разу не пожалел об этом. Давайте лучше по сущности вопроса, а вопрос полезный.

Другими словами, мы танцуем не от катушки, а от задачи, которую нужно решить и оптимизировать под нее катушку? Тогда, мне кажется, стоит обозначить саму задачу - что именно нужно сделать.
Резонансных частот у многослойной катушки несколько, очень разных - опять же, в чем состоит задача.
Вы говорите, например, о преобразовании энергии в энергию магнитного поля и эффективности преобразования. Паразитная емкость как таковая не несет потерь энергии, потери в других местах и сильно зависят от того, насколько правильно работаем с емкостью.

Сообщение отредактировал AlexeyW - Feb 11 2016, 21:52

[iiv]

Другими словами, мы танцуем не от катушки, а от задачи

хорошо, танцуем от задачи, надо придумать тип намотки ленты на воздушную катушку диаметром примерно 1-3см, чтобы при частоте 9.3МГц на краях катушки достигалось около 0.7-2Тл. Катушка, думаю, короче 50см и меньше 20см не получится. Скин на этой частоте около 23 микрон, то есть ленту разумно брать 50микронную (из доступных), проксимити при ленте в 1см около 0.6мм. Готов накачивать не одной обмоткой, а несколькими, ну до 100, больше не осилю, хотя конечно желательно поменьше. Хотелось бы накачивать каждую обмотку 20А током при 15-24В, ибо такой конструктив есть, хотя, если припрет, то будет конструктив с 10А и 400-500В. Пока перебрал много разных вариантов намотки, но ничего подходящего не нашел. Откуда задача - не расколюсь.

[AlexeyW]

хорошо, танцуем от задачи, надо придумать тип намотки ленты на воздушную катушку диаметром примерно 1-3см, чтобы при частоте 9.3МГц на краях катушки достигалось около 0.7-2Тл. Катушка, думаю, короче 50см и меньше 20см не получится. Скин на этой частоте около 23 микрон, то есть ленту разумно брать 50микронную (из доступных), проксимити при ленте в 1см около 0.6мм.

2Тл - это круто. А что значит на концах катушки? Тогда для чего она такая длинная (или цель все-таки поле внутри катушки)?
Наверное, можно брать и толще 50мкм - ну не будет работать слой, ничего страшного.
Будем думать..

[iiv]

Наверное, можно брать и толще 50мкм - ну не будет работать слой, ничего страшного.

при длине 10см и токе в 10А на витке туда должно влезть 16тыс витков, поэтому жмочу каждый микрон и 50мкм тут по делу, ну а длина - я говорю, как получится, может и 50см, может и меньше. Конечно хотелось бы меньше, но из-за этого надо мало витков, иначе 10А в обмотку не вкачаешь.

2Тл - это круто. А что значит на концах катушки? Тогда для чего она такая длинная (или цель все-таки поле внутри катушки)?

цель именно на краю (одном их) катушки, внутри - все равно что, можно конечно и сердечник поставить, но на 9.3 МГц будет работать разве что 4Е1, а его магнитная проницаемость только в 14 раз больше воздуха, то есть не факт, что поможет, по крайней мере у меня при симуляции с воздушным сердечником лучше получалось, чем с 4Е1. И, кстати, у меня нет уверенности, что этот материал 2Тл потянет и не взорвется, а в даташитах на него этой информации, к сожалению, нет.

плотность тока = 8А/mm^2 столько тепла по моему даже с водяным охлаждением снять будет ой как не просто.

да, это всего 0.1градус в секунду. Я же не говорил, что катушка веками работать должна. Несколько секунд, пока разделительный диэлектрик между слоями плавиться не начнет. То есть если у меня через ленту 50мкм толщиной и 1мм шириной будет проходить 10А, меня по теплу должно все устроить, ибо на 150градусов оно нагреется только за 2 секунды.

[AlexeyW]

при длине 10см и токе в 10А на витке туда должно влезть 16тыс витков, поэтому жмочу каждый микрон и 50мкм тут по делу, ну а длина - я говорю, как получится, может и 50см, может и меньше. Конечно хотелось бы меньше, но из-за этого надо мало витков, иначе 10А в обмотку не вкачаешь.

Извиняюсь, считать утром не было времени. Прикинул - для соленоида получается поверхностная плотность тока порядка 1000А/мм! Примерно как и написал _pv для просто плотности.

Способ намотки (Honey Comb - "медовые соты"), обеспечивающий минимальную собственную емкость многослойной катушки ( упрощенный аналог известен как "универсаль"):

У меня подозрение, что отнюдь не емкость тут будет ключевой. А плотность тока такова, что подобная разреженная структура может и не покатить.

Если нужно забыть о емкости - а почему не намотать по тому же принципу, многослойно, но все слои включить просто параллельно?

Но самое интересное - все же порядки величин. Если индуктивность одного такого многослойного витка оценить в 0,05-0,1 мкГн (грубо примерно так), то ток в 1000А с частотой 10 МГц требует приложения напряжения в сотни вольт, ближе к киловольту. А что же это за мощность и где такую брать? Раскачать ее в неком контуре?

Сообщение отредактировал AlexeyW - Feb 12 2016, 21:39