Bobin self-rezonans frekansı (SRF)

        

        Bobinlerin sarımları arasında oluşan kapasitansları ve sarımlarından kaynaklı iç dirençleri vardır. Bobinin sargıları arasında oluşan bu kondansatörler, parazitik kapasitans olarak ifade edilir. Parazitik kapasitans, bobine paralel olarak bağlanmış bir kondansatör olarak modellenebilir.


                                                            

                                    Bobin sarımları arasında oluşan kondansatörlerin (parazitik kapasitansın) gösterimi


                                                         ,

                                          Parazitik kapasitansın bobin endüktansına paralel olarak gösterimi

Bir bobinin self-rezonans frekansı, o bobinin parazitik kapasitansının, bobinin endüktansı ile rezonansa girdiği en düşük frekanstır [1].

         Self-rezonans durumunda bobinin empedansı oldukça yüksektir. Bu noktada bobin açık devre gibi düşünülebilir. Bir bobin, ancak self-rezonans frekansına kadar endüktif etki gösterebilir. Bu frekansın ötesinde bobin bir indüktör olarak çalışmaz, kondansatör gibi işlev görür. Çünkü, frekans artışı ile parazitik kapasitansın empedansı azalırken bobinin de empedansı artar. Bu durumda bobin, bir kondansatör gibi davranma eğiliminde olur. Bir başka deyişle, rezonans frekansına kadar bobinde frekans arttıkça empedansın arttığı endüktif özellik sergilenir. Ancak, rezonans frekansının ötesinde parazitik kapasitansın etkisi baskın hale gelir ve burada frekans arttıkça empedans azalır.



                                         


                                      Çalışma frekansının SRF’ye göre değişiminin bobin karakteristiğine etkisi



      Bazı örnek Helmholtz bobin datasheetleri incelendiğinde, bobin düzeneğin kullanılması gereken çalışma frekansı aralığının düzeneğin self-rezonans frekansından çok daha düşük olduğu görünmektedir. Aşağıdaki ekran görüntüsünde de bu durum gösterilmiştir.


                                   

                                                     Örnek bir Helmholtz bobin datasheet'i

        


         Orta-yüksek frekans devrelerinde kullanılacak bir bobin tasarlanırken veya temin edilirken bobinin endüktansının yanında self-rezonans frekansının da dikkate alınması gereklidir. Çünkü, SRF bu bobinlerle yapılacak testlerin çalışma frekans aralığını belirlemek açısından önemli bir etkendir. 

Self Rezonans frekansı (SRF);

                                                                 


        formülü ile hesaplanır. Bu formülden görüleceği üzere, yüksek endüktans SRF’nin düşük olmasına neden olmaktadır. Bobinin yüksek parazitik kapasitansa sahip olması da SRF’nin düşük olmasına sebep olacaktır. Orta-yüksek frekans uygulamalarında kullanılacak bobinlerin sarımları birbirine uzak yapılarak parazitik kapasitans düşük tutulup SRF artırılabilir, bu sayede bobinin çalışabileceği frekans aralığı genişletilebilir.





Kaynakça: 


[1] WebSitesi:https://www.coilcraft.com/getmedia/8ef1bd18-d092-40e8-a3c8-929bec6adfc9/doc363_measuringsrf.pdf

Kıvanç, B. 2022. Yüksek Frekanslı Helmholtz Bobin Uygulamaları için Donanım Düzeneği Tasarımı. Yüksek Lisans Tezi. Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.