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Einfache Berechnung von Spulendaten

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Will man die Induktivität einer einlagigen Zylinderspule ermitteln, so gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder messen oder berechnen.

Wer ein L-Meßgerät besitzt, braucht eigentlich nicht weiterzulesen, es sei denn, er möchte selber eine Spule wickeln. Dieser Beitrag soll sich jedoch mit der Berechnung beschäftigen. Man benötigt dazu: Anzahl der Windungen, Spulenlänge, Windungsfläche. Letzteres ergibt sich ganz einfach aus dem Windungsdurchmesser nach der Gleichung F = r2 x Pi, wobei r der halbe Durchmesser ist.

Die Spulengleichung lautet:

4xPiXW2XF_ I x 1t700 LlµM9

W = Windungszahl, F = Fläche in cm2, I = Spulenlänge in cm, 4 x Pi = 12,56.

An dieser Stelle ein .wichtiger I linweis: Für 1 ist eigentlich nicht die Spulenlänge, sondern die des Magnetfeldes einzusetzen. Ist die Spule lang im Verhältnis zum Durchmesser, kann man obiges vernachlässigen. Bei kurzen Spulen geht das nicht mehr! Wenn beispielsweise eine Spule für hohe Frequenzen nur noch aus einer Windung besteht, wäre es unsinnig, die Drahtstärke als "Spulenlänge" einzusetzen.

Faustregel

Beim Autor hat sich die Faustregel bewährt: Zur mechanischen Wickellange ist der halbe Wickeldurchmesser hinzuzuzählen. Im Falle nur eine Windung ist somit lediglich der halbe Wickeldurchmesser als "Spulenlänge" einzusetzen. Die Richtigkeit hat sich in zahlreichen Versuchen bestätigt.

Nahezu unentbehrlich ist diese Berechnungsmethode für denjenigen, der seine Spulen selber wickeln möchte.

In diesem Fall lautet die Spulengleichung:

JLx1x1000F1=w 4xPixF

Die Wunschinduktivität in µH ist bekannt. Spulendurchmesser und Länge entscheidet der Anwender. Das Ergebnis ist die Windungszahl. Wer einen Computer besitzt, dem seien die beiden PC-Programme empfohlen, mit denen die obigen Berechnungen durchgeführt werden können. Die Programme sind für den Commodore C 64 geschrieben. Das Programm für die Windungszahl liefert noch eine Kontrollmöglichkeit der fertigen Spule, indem es angibt, welche Frequenz die Spule mit einem C von 100 pF ergibt. Die magnetische Spulenlänge ist bei beiden Programmen gleich mit berücksichtigt.

Abschließend ist zu sagen, daß man mit obiger Berechnungsmethode die Induktivität selbst von Spulen berechnen kann, von denen nur ein Photo vorliegt. Voraussetzung ist, daß es gelingt, durch Computerprogramm zur Ermittlung der Windungszahl einer einlagigen Zylinderspule.

Maßstabsvergleiche die Spulenabmessungen halbwegs richtig zu ermitteln. Übrigens ein reizvolle Aufgabe! Übungsbeispiel: CQ DL 6/93, Seite 383, Abb. 19.

Computerprogramm zur Ermittlung der Induktivität einer einlagigen Zylinderspule.

10 REM INDUKTIVITAET EINER SPULE
20 REM
30 PRINT "WINDUNGSZAHL: ";
40 INPUT W
50 PRINT W
60 PRINT "SPULENDURCIIMESSER IN CM: ";
70 INPUT D
80 PRINT D
90 PRINT "SPULENLAENGE IN CM: ";
100 INPUT S
110 PRINT S
120 M = S+ (D/2)
130 REM M = MAGNETISCHE LAENGE
140 F = (D/2)^2 X 3,14
150 L=4 X 3,14 X W^2 X F/(M X 1000)
160 PRINT
170 PRINT "DANN L: "; L; " MIC-HY"
180 PRINT "-----------------------------------------------"
190 PRINT
200 GOTO 30

 

Computerprogramm zur Ermittelung der Windungszahl einer einlagigen Zylinderspule.

10 REM BERECHNUNG DER WINDUNGSZAHL
20 REM
30 PRINT "SOLL-INDUKTIVITAET IN MIC-HY: ";
40 INPUT L
50 PRINT L
60 PRINT "SPULENDURCHMESSER IN CM: ";
70 INPUT D
80 PRINT D
90 PRINT "SPULENLAENGE IN CM: ";
100 INPUT H
110 PRINT H
120 M = H+ (D/2)
130 F = (D/2)^2 X 3,14
140 W = SQR ((L X 1000 X M)/ (4 X 3,14 X F))
150 PRINT W;" WINDUNGEN"
160 B = SQR(25350/(LX100))
170 PRINT "F-RES. MIT 100 PF: ";B;" MHZ"
180 K = 10 X (H/W)
190 PRINT "MAX. DRAHTSTÄRKE ";K;"MM"
200 PRINT "----------------------------------------------"
210 GOTO 30

DL3OC, Hans-Jürgen Bobzin.