Жол арқылы өткізілген токтың деңгейіндегі жабыстыру эффектісі

Жыныстық эффектті анықтау

Алмасу жолдарындағы жыныстық эффект - бұл АС электр токтың кондуктордың бетіне жиналып, оның нақты сопротивін арттыруы.

Жыныстық эффект - бұл АС электр токтың кондуктордың поперечке кескіндегі теңсіздікті бөлінуі, бұл жыныстың тағы да жыныстың төменгі деңгейінде экспоненциалды түрде азайады. Бұл дегеніміз, кондуктордың ішкі бөлігі сыртқы бөлігінен аз ток алуы, сонымен қатар кондуктордың нақты сопротиві артуы.

Жыныстық эффект токтың ағып өтуі үшін қол жетімді поперечкі ауданын азайтуы, энергияның жоюы мен кондуктордың ыстықтығын арттыруы. Бұл алмасу жолының импедансын өзгертуі, напряжение мен токтың таралуына әсер етуі. Бұл эффект жоғары частоталар, үлкен диаметрлер және төмен құйымдарда күшейеді.

Жыныстық эффект DC системаларында болмайды, себебі ток кондуктордың поперечке кескіндегі тең өтеді. Бірақ AC системаларда, әсіресе радио және микробөлшектерді пайдаланатын жоғары частоталарда, жыныстық эффект алмасу жолдары және басқа компоненттердің құрылымдауына және анализіне әсер ете алады.

Жыныстық эффекттің себептері

Жыныстық эффект АС электр токтың магниттік өрісі мен кондуктордың өзінің әрекет-такырлауынан шығады. Төмендегі суретте көрсетілгендей, цилиндрикалық кондуктор арқылы АС электр ток ағып өткенде, ол кондуктордың сыртында және ішінде магниттік өріс қалыптасады. Магниттік өріс тікелей АС электр токтың частотасы мен амплитудасына байланысты өзгереді.

Фарадей заңына қарай, өзгеріп отырған магниттік өріс кондукторда электр өрісін әрекеттетеді. Осы электр өріс, соңында кондукторда қарама-каршы токты (эдди ток) әрекеттетеді. Эдди токтар кондуктордың ішінде айналып, бастапқы АС электр токқа қарама-каршы әсер етеді.

Эдди токтар кондуктордың нүктесінде күшті, себебі олар бастапқы АС электр токпен көбірек магниттік өріс қосылуына ие. Сондықтан, олар жоғары қарама-каршы электр өрісін және нүктегі токтың тығыздығын азайтады. Бірақ, кондуктордың бетінде, бастапқы АС электр токпен аз магниттік өріс қосылуына ие, эдди токтар әлсіз және қарама-каршы электр өрісі төмен. Сондықтан, беттегі токтың тығыздығы жоғары.

Бұл өріс кондуктордың поперечке кескіндегі токтың теңсіздікті бөлінуіне әкеледі, беттен жазықтыққа токтың көбірек ағып өтуімен. Бұл алмасу жолдарындағы жыныстық эффект деп аталады.

Жыныстық эффектті өлшеу

Жыныстық эффект кондуктордың бетінен δ (дельта) деген параметр арқылы өлшенеді, бұл кондуктордың бетінен төмен токтың тығыздығының 37% артуына әкеледі. Кішірек δ дегеніміз - күштірек жыныстық эффект.

δ дегеніміз:

АС электр токтың частотасы: Жоғары частота - магниттік өрістің тез өзгеруі және күшті эдди токтар. Сондықтан, δ дегені жоғары частотада азайады.

Кондуктордың құйымдылығы: Жоғары құйымдылық - төмен сопротив және эдди токтардың жеңіл өтуі. Сондықтан, δ дегені жоғары құйымдылықта азайады.

Кондуктордың магниттік проницабельдігі: Жоғары магниттік проницабельдік - көбірек магниттік өріс қосылуы және күшті эдди токтар. Сондықтан, δ дегені жоғары магниттік проницабельдікте азайады.

Кондуктордың форма: Арнайы формалар - магниттік өріс таралуы мен эдди токтарға әсер етеді. Сондықтан, δ дегені кондуктордың арнайы формасына байланысты өзгереді.

Дөңгелек поперечке кескінді үшін цилиндрикалық кондуктордың δ дегенін есептеу формуласы:

δ - жыныстық дыбыс (метр)

ω - АС электр токтың радиандық частотасы (секундада радиан)

μ - кондуктордың магниттік проницабельдігі (Генри/метр)

σ - кондуктордың құйымдылығы (Сименс/метр)

Мисалы, 10 МГц частотасында әрі дөңгелек поперечке кескінді бойынша май көбірек, δ дегені:

Бұл дегеніміз, кондуктордың бетінен 0.066 мм кеміндетін қатар токтың көбі бұл частотада ағып өтеді.

Жыныстық эффектті азайту

Жыныстық эффект алмасу жолдарында бірнеше проблемаларды пайда етеді, мысалы:

• Токтың жоюы және кондуктордың ыстықтығы артады, бұл системаға әсер етеді.

• Алмасу жолының импедансы және напряжение төмендейді, бұл сигналдың сапасына және энергияның берілуіне әсер етеді.

• Алмасу жолынан электромагниттік қозғалыс және радиация артады, бұл жақындағы приборларға және схемаларға әсер етеді.

Сондықтан, алмасу жолдарында жыныстық эффектті қолданылатын методтармен азайту қажет. Жыныстық эффектті азайту үшін қолданылатын бірнеше методтар:

• Жоғары құйымдылық және төмен магниттік проницабельдікке ие май немесе күміс кондукторларды, демек, темір немесе сталь қолдану.

• Кіші диаметрлер немесе поперечке аудандарды қолдану, бұл бет пен нүктегі токтың тығыздығының айырмашылығын азайтады.

• Қатысты немесе плетенілген кондукторларды, қатысты және плетенілген структураларды қолдану, кондуктордың пайдалы бет ауданын арттырады және эдди токтарды азайтады. Літс телі деп аталатын арнайы қатысты кондуктор барлық ұзындығы бойынша қатысты бөліктерінің әртүрлі орналасуымен жыныстық эффектті азайту үшін құрылған.

• Құрғақ немесе трубчаты кондукторларды, қатысты кондукторларды қолдану, кондуктордың массасын және құнын азайтады, бірақ оның қызметіне әсер етпейді. Кондуктордың ішкі бөлігі жыныстық эффектінен өткен токты аз өткізеді, сондықтан оны алып тастау токтың өтуіне әсер етпейді.

• Бірнеше параллель кондукторларды, бір кондукторды қолдану, кондуктордың пайдалы поперечке ауданын арттырады және оның сопротивін азайтады. Бұл әдіс тікелей қосылыс немесе транспозиция деп аталады.

• АС электр токтың частотасын азайту, δ дегенін арттырып, жыныстық эффектті азайтады. Бірақ, бұл біраз қызметтерге жоғары частоталы сигналдар қажет болғанда ыңғайсыз болуы мүмкін.

Жалпылау

Жыныстық эффект - бұл алмасу жолында АС электр токтың кондуктор арқылы өтуі кезінде пайда болатын өріс. Бұл өріс кондуктордың поперечке кескіндегі токтың теңсіздікті бөлінуіне әкеледі, беттен жазықтыққа токтың көбірек ағып өтуімен. Бұл кондуктордың нақты сопротиві мен импедансын арттырып, оның әсерін және қызметін азайтады.

Жыныстық эффект кондуктордың частотасы, құйымдылығы, магниттік проницабельдігі және формаға байланысты өзгереді. Бұл эффект δ (дельта) деп аталатын параметр арқылы өлшенеді, бұл кондуктордың бетінен төмен токтың тығыздығының 37% артуына әкеледі.

Жыныстық эффект кондуктордың құйымдылығы және магниттік проницабельдігін жоғары, диаметрін және поперечке ауданын кіші, қатысты немесе плетенілген структураларды, құрғақ немесе трубчаты форманы, бірнеше параллель қосылыстарды, немесе АС электр токтың частотасын азайту әдістерімен азайтылады.

Жыныстық эффект - бұл АС электр токтарын пайдаланатын алмасу жолдары және басқа компоненттердің құрылымдауы және анализіне әсер етуі мүмкін. Алмасу жолдары және басқа компоненттерді өзгертуде қолданылатын кондукторлардың түрі және өлшемін таңдау кезінде бұл өрісті ескеру қажет.