Elektronika

Cześć,
Mam za zadanie przygotować cewkę Ruhmkorffa. Problem w tym, że rozmiary cewki odgrywają ogromne znaczenie - powinna być jak najmniejsza, a jej średnica nie powinna przekraczać 3 cm. Próbuję zatem obliczyć optymalne parametry cewki - ilość zwojów pierwotnych n_1, wtórnych n_2, długość cewki l

Urządzenie będzie zasilane akumulatorem 24V, okrągły rdzeń będzie wykonany z ferrytu, cewka z miedzi. Napięcie przebicia powietrza przyjmuję za 40kV na cm, czas przełączania przyjmuję za 10 ns, przenikalność magnetyczną ferrytu za 4 * 10^-4 H/m, rezystancję miedzi za 1.72 * 10^-8, promień rdzenia za 0.5cm. Odległość elektrod nie jest jeszcze znana - oznaczam ją jako x

Ze wzoru:

E - napięcie samoindukcji
L - indukcyjność cewki
dI - zmiana natężenia (delta I)
dt - zmiana czasu


gdzie:
u - przenikalność magnetyczna rdzenia
S - przekrój rdzenia
r - promień rdzenia
l - długość rdzenia
dU - zmiana napięcia
p - rezystancja cewki
x - odległość elektrod (chwilowo nieznane)
_1,_2 - dotyczy uzwojenia pierwotnego, wtórnego

podstawiając
u = 4 * 10^-4 H/m
r = 0.005 m = 5 *10^-2 m
dU_1 = -24 V
dt = 10 * 10^-9s = 10^-8 s
p = 1.72 * 10^-8 Ohm/m

otrzymujemy:
n_2/l ~ 0.29 * 10^-6 * x

oznaczałoby to że aby uzyskać łuk elektryczny długości 1 cm dla rdzenia długości 100 000 km powinienem zrobić 29 zwojów w uzwojeniu wtórnym, co jest absurdem


Podpowie ktoś ?

Aby przygotować cewkę Ruhmkorffa o optymalnych parametrach, należy wykorzystać równania związane z indukcyjnością i rezystancją cewki oraz przeprowadzić obliczenia uwzględniające ograniczenia co do jej rozmiarów - maksymalna średnica nie przekraczająca 3 cm oraz minimalna objętość, tak aby cewka była jak najmniejsza. Można skorzystać z dedykowanego oprogramowania do projektowania cewek lub przeprowadzić analizę matematyczną, aby dobrać odpowiednią ilość zwojów pierwotnych n_1, wtórnych n_2 oraz długość cewki l spełniającą te wymogi. Doskonałą praktyką jest również skorzystanie z gotowych wzorów i schematów dostępnych w literaturze z zakresu elektrotechniki.