Effett tal-Ħalqa fis-Silġ Transmissjoni

Definizzjoni tal-Effett tal-Ħalqa

L-effett tal-ħalqa f'linji ta' trasferiment huwa l-fenomenu fejn il-korrent AC jiċċentra qrib is-silġ tal-konduċtur, waqqaf lil-maqsad tal-resistenza effettiva.

L-effett tal-ħalqa huwa definit bħala l-inċlinazzjoni tal-korrent AC biex jidistribwixxi mhux ugu fil-sezzjoni tas-silġ tal-konduċtur, bl-għadd tal-korrent li jkun l-aħjar qrib is-silġ tal-konduċtur u jniżżel esponenzjalment għal l-intern. Dan ifisser li l-parti interna tal-konduċtur tinqasam illa kurrent inqas milli s-silġ, bil-għoljien tal-resistenza effettiva tal-konduċtur.

L-effett tal-ħalqa jqassim l-ispazju disponibbli għall-flus tal-korrent, waqqaf lil-persqas ta' potenza u skidda tal-konduċtur. Huwa jmodifika l-impedanza tal-linja ta' trasferiment, affettand it-tardis tas-silġ u tal-korrent. Dan l-effett jiżdied meta l-frequenzi huma aqra, id-djametru tal-konduċtur huwa akbar, u l-konduċtività hi inqas.

L-effett tal-ħalqa ma jistax ikun fis-sistemi ta' kurrent DC, għax il-korrent jirriżulta uniformi fil-sezzjoni tas-silġ tal-konduċtur. Imma fis-sistemi AC, speċjalment quelli li jagħmlu fuq frequenzi aqra kif huma sistemi radio u mikroondi, l-effett tal-ħalqa jista' jaffettua s-silġ u l-analiżi tal-linji ta' trasferiment u komponenti oħrajn.

Kawżi tal-Effett tal-Ħalqa

L-effett tal-ħalqa huwa mhuwwl minn l-interazzjoni tal-kamp magneżiku mgħodd mil-korrent AC mal-konduċtur stess. Kif turi r-risultat hawn taħt, meta korrent AC jiġi flus permezz tal-konduċtur silindriku, huwa jgħodd kamp magneżiku ħalihom u ftit tal-konduċtur. Id-direzzjoni u l-kwanta ta' dan il-kamp magneżiku jiġu modifikati skond il-frequenza u l-amplitudni tal-korrent AC.

Skond il-liġi tal-elettromagnetiku ta' Faraday, kamp magneżiku bidla jingħodda kamp elettriku fi konduċtur. Dan il-kamp elettriku, f'dan il-każ, jingħodda kurrent kontraenti fil-konduċtur, miffiss bħala kurrent eddy. Il-kurrent eddy jirriggħu fil-konduċtur u jiġu kontraenti mal-kurrent AC oriġinali.

Il-kurrent eddy huma aqra qrib il-qalb tal-konduċtur, fejn huma ikollhom iktar linkaġġ tal-flus magneżiku mal-kurrent AC oriġinali. Għalhekk, huma jgħoddu kamp elettriku kontraenti aqra u jniżżlu l-għadd tal-kurrent fil-qalb. L-ewwel, qrib is-silġ tal-konduċtur, fejn hemm inqas linkaġġ tal-flus magneżiku mal-kurrent AC oriġinali, huma jkun hemm kurrent eddy inqas forti u kamp elettriku kontraenti inqas. Għalhekk, huwa hemm għadd aqra tal-kurrent fil-silġ.

Dan il-fenomenu jirriżulta fid-distribuzzjoni mhux ugu tal-korrent fil-sezzjoni tas-silġ tal-konduċtur, bl-iktar kurrent qed jiġi flus qrib is-silġ milli qrib il-qalb. Dan huwa magħruf bħala l-effett tal-ħalqa f'linji ta' trasferiment.

Quantità tal-Effett tal-Ħalqa

L-effett tal-ħalqa jista' jiġi quantifikat permezz tal-profunnedd tal-ħalqa jew δ (delta), li huwa l-profunnedd taħt is-silġ tal-konduċtur fejn il-għadd tal-korrent jiġi 37% tal-valur tas-silġ. Profunnedd tal-ħalqa ixxeq jifisser effett tal-ħalqa aqra.

Il-profunnedd tal-ħalqa tintleb minn diversi fatturi, bħal:

Il-frequenza tal-korrent AC: Frequenzi aqra ifisser bidliet aqra fil-kamp magneżiku u kurrent eddy aqra forti. Għalhekk, il-profunnedd tal-ħalqa jiżdied meta l-frequenza tiżdied.

Il-konduċtività tal-konduċtur: Konduċtività aqra ifisser resistenza inqas u flus tal-kurrent eddy ixxeq. Għalhekk, il-profunnedd tal-ħalqa jiżdied meta l-konduċtività tiżdied.

Il-permeabilità tal-konduċtur: Permeabilità aqra ifisser iktar flus magneżiku u kurrent eddy aqra forti. Għalhekk, il-profunnedd tal-ħalqa jiżdied meta l-permeabilità tiżdied.

Il-forma tal-konduċtur: Formi differenti għandhom fakturi ġeometriċi differenti li jaffettwaw id-distribuzzjoni tal-kamp magneżiku u kurrent eddy. Għalhekk, il-profunnedd tal-ħalqa tivvarja skond formi differenti tal-konduċtur.

Il-formola għal l-iktar kbira tal-profunnedd tal-ħalqa għal konduċtur silindriku b'sezzjoni tas-silġ ċirkożi huwa:

δ huwa l-profunnedd tal-ħalqa (fi metri)

ω huwa l-frequenza angolari tal-korrent AC (fi radijans sekonda)

μ huwa l-permeabilità tal-konduċtur (fi henries metru)

σ huwa l-konduċtività tal-konduċtur (fi siemens metru)

Pereżempju, għal konduċtur tal-ram tal-ħalqa ċirkożi, operant fuq 10 MHz, il-profunnedd tal-ħalqa huwa:

Dan ifisser li tiktar strata fiżża ta' 0.066 mm qrib is-silġ tal-konduċtur tinqasam il-kurrent aqra għal din il-frequenza.

Riduzzjoni tal-Effett tal-Ħalqa

L-effett tal-ħalqa jista' jaffettua diversi problemi f'linji ta' trasferiment, bħal:

• Persqas ta' potenza u skidda tal-konduċtur, li jniżżelu l-effiċjenza u r-relibilità tas-sistema.

• Impedanza u drop tal-volttagġ tal-linja ta' trasferiment, li jaffettuwu l-kwalità tas-silġ u d-delivranza tal-potenza.

• Interferenza u radjazzjoni elettromagnetika minn linji ta' trasferiment, li jistgħu jaffectaw dispożitivi u ċirkwiti ħdik.

Għalhekk, huwa desiderabbli li l-effett tal-ħalqa fil-linji ta' trasferiment jiġi imxiegħ kemm huwa possibli. Xi metodi li jistgħu jintużaw biex jiġi imxiegħ l-effett tal-ħalqa huma:

• Użu ta' konduċtors b'konduċtività aqra u permeabilità inqas, bħal ram jew silver, istedded iron jew steel.

• Użu ta' konduċtors b'diametri inqas jew sezzjonijiet tas-silġ inqas jiġi l-iktar differenza bejn il-għadd tas-silġ u l-qalb tal-kurrent.

• Użu ta' konduċtors stranded jew braided istedded solid jżid is-silġ efettiv tal-konduċtur u jniżżel il-kurrent eddy. Tip speċjali ta' stranded konduċtor magħruf bħala litz wire huwa disegnat biex jiġi minimizza l-effett tal-ħalqa billi jgħożżu l-strands f'forma li kawnhom jokkupaw posizzjonijiet differenti fil-sezzjoni tas-silġ barra mill-lunghezza tagħhom.

• Użu ta' konduċtors hollow jew tubular istedded solid jniżżel il-pes u l-kost tal-konduċtur mingħajr ma jaffettuwa l-prestazzjoni tiegħu. Il-parti hollow tal-konduċtur ma tinqasamx iktar kurrent għal effett tal-ħalqa, għalhekk tista' tittieħel mingħajr ma taffettuwa l-flus tal-kurrent.

• Użu ta' konduċtors multipli paralleli istedded konduċtur wahid jżid is-silġ efettiv tal-konduċtur u jniżżel ir-resistenza tiegħu. Dan il-metodu huwa ukoll magħruf bħala bundling jew transposition.

• Inqas ta' frequenza tal-korrent AC jiżdied il-profunnedd tal-ħalqa u jniżżel l-effett tal-ħalqa. Imma dan jista' ma jkunx possibli għal xi applikazzjonijiet li rikiedu segnali ta' frequenza aqra.

Konklussjoni

L-effett tal-ħalqa huwa fenomenu li jmiss f'linji ta' trasferiment meta korrent AC jiġi flus permezz tal-konduċtur. Huwa jgħodd distribuzzjoni mhux ugu tal-korrent fil-sezzjoni tas-silġ tal-konduċtur, bl-iktar kurrent qed jiġi flus qrib is-silġ milli qrib il-qalb. Dan jiżdied l-resistenza u l-impedanza efettiva tal-konduċtur u jniżżel l-effiċjenza u l-prestazzjoni tiegħu.

L-effett tal-ħalqa tintleb minn diversi fatturi, bħal il-frequenza, l-konduċtività, l-permeabilità, u l-forma tal-konduċtur. Jista' jiġi quantifikat permezz parametru magħruf bħala profunnedd tal-ħalqa, li huwa l-profunnedd taħt is-silġ fejn il-għadd tal-korrent jiġi 37% tal-valur tas-silġ.

L-effett tal-ħalqa jista' jiġi imxiegħ permezz diversi metodi, bħal użu ta' konduċtors b'konduċtività aqra u permeabilità inqas, diametri inqas jew sezzjonijiet tas-silġ inqas, struttura stranded jew braided, forma hollow jew tubular, disposizzjonijiet multipli paralleli, jew frequenza inqas.

L-effett tal-ħalqa huwa konċett importanti fit-teknika elettrika li jaffettwa l-disign u l-analiżi tal-linji ta' trasferiment u komponenti oħrajn li jistgħu juzaw kurrent AC. Huwa għandu jiġi wieġeb meta jitfarragħa l-tip u l-ħajt tal-konduċtors għal applikazzjonijiet u frequenzi differenti.