Первичные и вторичные параметры передачи. Электрические свойства проводных систем и качество передачи по ним характеризуются первичными параметрами передачи, взятыми на один километр длины линии. Каждый из этих параметров характеризует определенный вид потерь при передаче. Активное сопротивление характеризует потери энергии на нагрев проводников и других металлических частей кабеля.

Поиск данных по Вашему запросу:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Поверхностный эффект и эффект близости
• 5.5. Электрический поверхностный эффект в плоской шине. Эффект близости
• Поверхностный эффект и эффект близости
• Расчет потерь в обмотках электрических машин с учетом поверхностного эффекта и эффекта близости
• Эффект близости (электромагнетизм)
• Территория электротехнической информации WEBSOR

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Урок 248. Задачи на вычисление сопротивления проводника

Поверхностный эффект и эффект близости

Первичные и вторичные параметры передачи. Электрические свойства проводных систем и качество передачи по ним характеризуются первичными параметрами передачи, взятыми на один километр длины линии. Каждый из этих параметров характеризует определенный вид потерь при передаче. Активное сопротивление характеризует потери энергии на нагрев проводников и других металлических частей кабеля.

Индуктивность характеризует потери энергии на противодействие вихревым токам, которые направлены противоположно основному току и протекают внутри проводника. Емкость характеризует потери на утечку тока на соседний проводник через образуемую емкость. Обкладками служат металлические поверхности проводников, а диэлектриком — изоляционный материал. Проводимость характеризует потери энергии на поляризацию диполей в диэлектрике, то есть энергия Е расходуется на возникновение тока смещения I смещ в диэлектрике.

Однако данные характеристики потерь трудно использовать для оценки эксплуатационно-технических качеств проводных систем, поэтому нормируются и контролируются вторичные или волновые параметры передачи. Волновое сопротивление определяет отношение амплитуд напряжения и тока в падающей волне, а также разность их фаз, которые остаются неизменными в любой точке линии и не зависит от ее длины. Коэффициент распространения волны характеризует скорость убывания амплитуд напряжений токов , а также разность фаз и напряжений токов в начале и конце однородной цепи, нагруженной на волновое сопротивление.

Р н , Р к — мощность в начале и в конце;. I н , I к — ток в начале и в конце линии. В двухпроводных цепях при наличии потерь линии электрического поля искривляются, вектор Умова-Пойтинга отклоняется от своей оси. Описание электромагнитных процессов в проводных системах с помощью волновых уравнений. Запишем волновое уравнение в цилиндрической системе координат:. Первая составляющая волнового уравнения показывает, что напряженность электрического поля Е внутри проводника изменяется по ординате r , то есть плотность тока в проводнике изменяется вдоль радиуса проводника.

Изменение плотности тока вдоль r называется поверхностным эффектом ПЭ. Это явление называется эффектом близости ЭБ. Поверхностный эффект и его влияние на первичные параметры передачи. Дан проводник в продольном разрезе. Пусть по нему течёт ток I 0 , распределенный равномерно по всей поверхности. В центре проводника I вихр противоположно направлен основному току, а по краям — сонаправлен.

Поэтому вихревой ток в центре проводника будет противодействовать току проводника, а на поверхности — усиливать ток I 0.

Складываясь с основным током I 0 , суммарный ток вытесняет его на поверхности проводника. В проводнике ток течёт по поверхности, а не по всей площади сечения. Рассмотрим влияние поверхностного эффекта:. Если эффект близости усиливается, площадь поверхности, по которой течет ток уменьшается, следовательно сопротивление увеличивается. Если эффект близости увеличивается, емкость цепи связи уменьшается, так как происходит перераспределение заряда на одну из поверхностей.

Если эффект близости увеличивается, то проводимость изоляции уменьшается, так как уменьшается площадь соприкосновения токоведущей поверхности с изоляцией. Особенности расчёта первичных параметров проводных систем. Напишем уравнение:. Решив это уравнение как дифференциальное уравнение второго порядка, получим следующее решение:. J 0 jkr — функция Бесселя первого рода нулевого порядка;.

В практических расчётах функция Бесселя задаётся с помощью четырёх вспомогательных функций коэффициентов :. F kr ; Q kr — учитывают действие ПЭ;. G kr ; H kr — учитывают действие ЭБ. Эти вспомогательные функции непосредственно входят в формулы расчета первичных параметров передачи. Пример 1.

Определим сопротивление цепи воздушной линии связи:. Пример 2. Определим сопротивление жилы симметричного кабеля переменному току:. R пэ — дополнительное сопротивление за счет действия ПЭ;. R эб — дополнительное сопротивление за счет действия ЭБ.

Зависимости первичных параметров передачи от частоты тока f , расстояния между проводниками a и радиуса проводника r. Комментарии к графикам:. При увеличении частоты поверхностный эффект увеличивается, сопротивление R пэ увеличивается.

С увеличением расстояния между проводниками эффект близости увеличивается, площадь сечения, через которую протекает ток уменьшается, сопротивление увеличивается. Сопротивление постоянному току при увеличении радиуса проводника уменьшается, так как уменьшается площадь сечения проводника. Комментарии к графикам: L нар — наружняя индуктивность, L вн — внутренняя индуктивность. Наружная индуктивность не зависит от частоты. При увеличении частоты поверхностный эффект увеличивается, внутренний магнитный поток уменьшается.

При увеличении расстояния, увеличивается размер площадки пронизываемой наружным магнитным потоком, то есть площади, в которой линии магнитного поля замыкаются сами на себя, пока не встретят соседний проводник.

Емкость от частоты не зависит, так как не зависит от поверхностного эффекта. С одной стороны, при увеличении расстояния между проводниками эффект близости уменьшается, площадь обкладок конденсатора увеличивается, следовательно суммарный заряд увеличивается и емкость соответственно тоже. Но с другой стороны, емкость в большей степени зависит от расстояния между проводниками, то есть от расстояния между обкладками конденсатора.

Поэтому при увеличении расстояния емкость уменьшается, но не резко. Проводимость определяется по формуле:. При увеличении частоты проводимость резко возрастает.

Частота усиливает поляризацию диполей, то есть возникает ток смещения в изоляции. Чем меньше расстояние между проводниками, тем сильнее потери на поляризацию диполей в изоляции соседних проводников. При увеличении площади соприкосновения токоведущей поверхности с изоляцией проводимость увеличивается.

Сравнительная характеристика первичных параметров воздушной ВЛ и кабельной линии КЛ. Определяя первичные параметры двухпроводной цепи, их всегда относят к 1 км линии связи, а цепь считают уединенной, то есть не учитывают влияние на нее соседних цепей, так как эти влияния обычно сведены к минимуму. Произведем сравнительную характеристику первичных параметров воздушной ВЛ и кабельной КЛ линии:. Для двух одинаковых жил сопротивление жилы в кабеле приблизительно в 10 раз больше сопротивления жилы на воздушной линии.

Проводимость КЛ больше проводимости ВЛ см. Особенности электромагнитных процессов в коаксиальных цепях. Эффект близости между проводниками а и b отсутствует, так как магнитное поле внешнего проводника не может замкнутся через полую поверхность на внутреннем проводнике и равняется нулю.

Достоинство: проводник b выступает в качестве защитного экрана, поэтому между коаксиальными цепями отсутствуют взаимные влияния. Поэтому по коаксиальным цепям можно передавать информацию на средних частотах. На наружной поверхности проводника b вихревые токи и I в противоположно направлены, а на внутренней сонаправлены. Следовательно, суммируясь с I в , вихревые токи во внешнем проводнике вытесняют его на внутреннюю поверхность. Во внешнем проводнике действует поверхностный эффект см.

На высоких частотах более МГц в коаксиальной цепи ток протекает по внешней поверхности внутреннего проводника и по внутренней поверхности внешнего проводника внутри коаксиальной цепи.

Внешний проводник является экраном и внешние электромагнитное поле будут отсутствовать, т. На низких частотах в коаксиальной цепи передачи нет, так как коаксиальная цепь имеет большое затухание сигнала из-за разных сопротивлений внутреннего и внешнего проводников.

5.5. Электрический поверхностный эффект в плоской шине. Эффект близости

Рассмотрим явление поверхностного эффекта при прохождении переменного синусоидального тока частотой w вдоль пластины шины рис. Предположим, что обратная шина обратный проводник находится настолько далеко, что влиянием магнитного потока, вызванного током в ней, на распределение тока в исследуемой шине можно пренебречь. На рис. Эти зависимости определяются формулами:. Как видно из рисунка, неравномерность распределения напряженности электрического поля а значит, и плотности тока довольно значительная.

Поверхностный эффект и эффект близости

Увеличение сопротивления проводника объясняется тем, что при переменном токе плотность тока не одинакова в различных точках поперечного сечения проводника …. Это сопротивление можно также определить, зная величину постоянного тока I о и мощность Р о :. Это сопротивление r в отличие от сопротивления постоянному току r о и носит название активного сопротивления. Увеличение сопротивления проводника объясняется тем, что при переменном токе плотность тока не одинакова в различных точках поперечного сечения проводника. У поверхности проводника плотность тока получается больше, чем при постоянном токе, а и центре меньше. При высокой частоте неравномерность проявляется так резко, что плотность тока в значительной центральной чисти сечения проводника практически равна нулю , ток проходит только в поверхностном слое, отчего это явление и получило название поверхностного эффекта. Таким образом, поверхностный эффект приводит к уменьшению сечения проводника, по которому проходит ток активного сечения , и, следовательно, к увеличению его сопротивления по сравнению с сопротивлением постоянному току. Для объяснения причины возникновения поверхностного эффекта представим цилиндрический провод рис. Магнитное поле цилиндрического проводника. При переменном электрическом токе вокруг каждого проводника создается переменное магнитное поле рис.

Расчет потерь в обмотках электрических машин с учетом поверхностного эффекта и эффекта близости

Эффект близости представляет собой явление, которое заключается в эффекте вытеснения переменного тока к поверхности проводника витой пары, что может привести к снижению эффективного сечения проводников и увеличению сопротивления. Высокочастотный ток, протекающий по поверхности проводника, распределяется по его окружности неравномерно. Магнитное поле проводника, а также возвратный ток, связанный с ним, искажают равномерное распределение тока, проходящего по периметру проводника. Это приводит к дополнительному увеличению сопротивления проводников. Если применяются параллельные проводники, то данное увеличение сопротивления и является эффектом близости.

Эффект близости (электромагнетизм)

Понятие о поверхностном эффекте и эффекте близости Познакомимся с некоторыми явлениями, оказывающими влияние на параметры электрической цепи. На рис. Представим себе этот провод в виде совокупности нитей, параллельных его оси. Чем ближе нить расположена к оси провода, тем с большим числом магнитных линий она сцеплена. При периодическом изменении тока изменяется магнитное поле и в нитях наводятся ЭДС, противодействующие изменениям тока.

Территория электротехнической информации WEBSOR

Известен эффект близости proximity effect в индуктивных элементах, заключающийся в том, что из-за взаимной индукции витков катушки индуктивности трансформатора и т. Формула Доуэлла выражает приращение сопротивления на переменном токе по сравнению с сопротивлением на постоянном токе. Но остается непонятным, влияет ли эффект близости на сопротивление на постоянном токе. Ведь существует сила ампера, действующая на проводники с постоянным током. Точнее, сила действует не на сами проводники, а на заряды, перемещающиеся в проводнике, и уже из этих сил складывается сила Ампера. Значит даже при постоянном токе в двух параллельных проводниках распределение тока в них не будет равномерным?

Please enable JavaScript on your browser to best view this site. Это сопротивление можно также найти, зная величину неизменного тока I о и мощность Р о :. Это сопротивление r в отличие от сопротивления неизменному току r о и носит заглавие активного сопротивления. Повышение сопротивления проводника разъясняется тем, что при переменном токе плотность тока не схожа в разных точках поперечного сечения проводника.

Звуковой сигнал изменяет свойства проводников, соединяющих компоненты электронной схемы. Причинами этого могут быть:. Даже при оптимальных параметрах RCLD часто наблюдаются четкие различия в звуке. При постоянном токе его плотность по всему поперечному сечению проводника одинакова.

Характерной особенностью длинных линий является проявление интерференции двух волн, распространяющихся навстречу друг другу. Одна из этих волн создается генератором электромагнитных колебаний, подключенным к линии, и называется падающей. Другая волна может возникать из-за отражения падающей волны от нагрузки, подключенной к противоположному концу линии, и называется отраженной. Отраженная волна распространяется в направлении, обратном падающей волне. Все разнообразие процессов, происходящих в длинной линии, определяется амплитудно-фазовыми соотношениями между падающей и отраженной волнами. Двухпроводная линия связи.

Главная Случайная страница. Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног?