Повърхностният ефект и ефектът на близост

Съпротивлението на проводника към непроменен ток се определя от известната формула r0 = ρl / S.

Това съпротивление също може да се намери чрез познаване на величината на постоянния ток I0 и мощността Po:

r0 = Po / Io2

Оказва се, че в веригата на променлив ток съпротивлението r на същия проводник е по-голямо от съпротивлението на постоянен ток: r > ро

Това съпротивление r, за разлика от съпротивлението на постоянния ток r0, е името на активното съпротивление. Увеличаването на съпротивлението на проводника се обяснява с факта, че при променлив ток плътността на тока не е сходна в различни точки на напречното сечение на проводника. На повърхността на проводника плътността на тока е по-голяма, отколкото при непроменен ток, а центърът е по-малък.

При най-високата честота на неравномерност се проявява толкова бързо, че плътността на тока в централната четката си значителна част на проводника е по същество равна на нула, токът протича само в повърхностния слой, причинявайки феномен на кожата ефект и се получава заглавното съединение.

По този начин повърхностният ефект води до намаляване на напречното сечение на проводника, през който минава токът (активно напречно сечение), и следователно, повишаване на съпротивлението му в сравнение с устойчивостта към непроменения ток.

За да се изясни фон външния вид на кожата ефект представени цилиндричен проводник (фиг. 1), състояща се от по-голям брой прости проводници на подобен напречен разрез, плътно един до друг и подредени в концентрични слоеве.

Съпротивленията на тези проводници към непроменен ток, намерени от формулата ρ1 / S, ще бъдат сходни.

Фиг. 1. Магнитно поле на цилиндричен проводник.

С променлив ток се създава променливо магнитно поле около всеки проводник (Фигура 1). Разбира се, обикновен проводник разположен по-близо до оста обхваща огромна магнитен поток диригент намира в близост до повърхността на проводника, защото първият индуктор има по-голяма индуктивност и съпротивление от втория.

При подобно напрежение в краищата на обикновените проводници с дължина l, разположени по оста и на повърхността, плътността на тока в първата е по-малка от тази на втората.

Разликата в плътността на тока в близост до оста и в периферията на телта се увеличава с нарастването на диаметъра на проводника d, проводимостта на материала γ, магнитната пропускливост на материала μ и честотата на променливия ток.

Съотношението на съпротивлението на проводника r към неговата съпротива при. непроменен, токът r0 се нарича коефициент на повърхностния ефект и се обозначава с буквата ξ (ksi), както следва, коефициентът ξ може да се намери от графиката на фиг. 2, който изобразява зависимостта на ξ върху продукта d и √μммоф.

Фиг. 2. Графика за определяне на коефициента на повърхностния ефект.

При изчисляването на този продукт трябва да изразим d в cm, γ в 1 / ohm-cm, μo в g / cm и f = в Hz.

Пример. Необходимо е да се намери коефициент на повърхностния ефект за меден проводник с диаметър d = 11,3 mm (S = 100 mm2) при честота f = 150 cps.

Продуктът е готов.

Съгласно графиката на фиг. 2 ние намираме ξ = 1.03

Неравномерната плътност на тока в телта се дължи и на ефекта на токовете в съседните проводници. Това явление се нарича ефект на близост.

Предвид на магнитното поле течения odnoyu посока в две паралелни проводници, само за да покажат, че са прости проводници, принадлежащи към различни проводници, които са по-отдалечени един от друг, са свързани с минимален поток, като плътността на тока в тях е голям. Ако теченията в паралелните проводници имат различни посоки, тогава може да се покаже, че се наблюдава голяма плътност на тока в тези прости проводници, принадлежащи към различни проводници, които са по-близо една до друга.

Училище за електротехник -http: //electricalschool.info/