போட்டிப் பாதைகளில் தோல் பரிணாமம்

நுரை விளைவு வரையறுக்கப்படுகிறது

மின்சார மாறிமுறை கோடுகளில் நுரை விளைவு, மின்னோட்டம் கடத்தியின் மேற்பரப்பில் சென்றடையும் என்ற முறையில் அமைகிறது, இதனால் கடத்தியின் செயல்திறனான மோதல் உயர்கிறது.

நுரை விளைவு என்பது, ஒரு AC மின்னோட்டம் கடத்தியின் குறுக்குவெட்டில் சமமாகப் பரவாது, கடத்தியின் மேற்பரப்பில் மின்னோட்ட அடர்த்தி அதிகமாகவும், மையத்தை நோக்கி அடுக்கு அளவில் குறைந்து வரும் என்ற முறையில் அமைகிறது. இதனால், கடத்தியின் உள்பகுதி, வெளிப்பகுதியை விட குறைந்த மின்னோட்டத்தை கொண்டிருக்கும், இதனால் கடத்தியின் செயல்திறனான மோதல் உயர்கிறது.

நுரை விளைவு, மின்னோட்ட பாதையில் உள்ள குறுக்குவெட்டின் பரப்பை குறைக்கிறது, இதனால் சக்தி இழப்பு மற்றும் கடத்தியின் வெப்பம் உயர்கிறது. இது மின்சார கோட்டின் மோதலை மாற்றுகிறது, மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டத்தின் பரவலை பாதித்துக் கொண்டு வருகிறது. இந்த விளைவு, உயர்நிலை அதிர்வெண்ணங்களில், கடத்தியின் அளவு அதிகமாக மற்றும் கடத்தியின் மோதல் குறைவாக இருக்கும்போது அதிகமாகும்.

நுரை விளைவு, DC (நேர் மின்னோட்டம்) அமைப்புகளில் இல்லை, ஏனெனில் மின்னோட்டம் கடத்தியின் குறுக்குவெட்டில் சமமாக பரவுகிறது. ஆனால், AC அமைப்புகளில், குறிப்பாக உச்ச அதிர்வெண்ணங்களில் செயல்படும் ரேடியோ மற்றும் மைக்ரோவேவ் அமைப்புகளில், நுரை விளைவு மின்சார கோடுகளின் வடிவமைப்பு மற்றும் பகுப்பாய்வில் முக்கியமான தாக்கத்தை உண்டாக்கும்.

நுரை விளைவின் காரணங்கள்

நுரை விளைவு, AC மின்னோட்டத்தினால் உருவாக்கப்படும் காந்த களத்திற்கும் கடத்திக்கும் இடையிலான தொடர்பினால் உருவாகிறது. கீழே காட்டியபடி, ஒரு உருளை வடிவ கடத்தியில் AC மின்னோட்டம் பாதித்து செல்லும்போது, கடத்தியின் சுற்று மற்றும் உள்ளே ஒரு காந்த களம் உருவாகிறது. இந்த காந்த களத்தின் திசை மற்றும் அளவு, AC மின்னோட்டத்தின் அதிர்வெண்ணம் மற்றும் அதிர்வு அளவைப் பொறுத்தது.

ஃபாரடேயின் விதியின்படி, ஒரு மாறும் காந்த களம் ஒரு கடத்தியில் மின்களத்தை உருவாக்கும். இந்த மின்களம், கடத்தியில் எதிர்த்திசையில் ஒரு மின்னோட்டத்தை உருவாக்கும், இது எட்டி மின்னோட்டம் எனப்படும். எட்டி மின்னோட்டங்கள் கடத்தியின் உள்ளே சுழல்கின்றன மற்றும் மூல AC மின்னோட்டத்தை எதிர்க்கின்றன.

எட்டி மின்னோட்டங்கள், கடத்தியின் மையத்தில் அதிகமாக இருக்கும், இங்கு அவை மூல AC மின்னோட்டத்துடன் அதிக காந்த களத்துடன் தொடர்பு கொண்டிருக்கும். இதனால், அவை அதிக எதிர்க்கும் மின்களத்தை உருவாக்கும் மற்றும் மையத்தில் மின்னோட்ட அடர்த்தியை குறைக்கும். மறுபுறம், கடத்தியின் மேற்பரப்பில், மூல AC மின்னோட்டத்துடன் குறைவான காந்த களத்துடன் தொடர்பு கொண்டிருக்கும், இங்கு எட்டி மின்னோட்டங்கள் குறைவாகவும், எதிர்க்கும் மின்களம் குறைவாகவும் இருக்கும். இதனால், மேற்பரப்பில் அதிக மின்னோட்ட அடர்த்தி இருக்கும்.

இந்த பிரச்சனை கடத்தியின் குறுக்குவெட்டில் மின்னோட்டத்தின் சமமற்ற பரவலை உருவாக்குகிறது, கடத்தியின் மேற்பரப்பில் அதிகமாக மற்றும் மையத்தில் குறைவாக மின்னோட்டம் பாதித்து செல்லும். இது மின்சார கோடுகளில் நுரை விளைவு என அழைக்கப்படுகிறது.

நுரை விளைவின் அளவுகோல்

நுரை விளைவு, கடத்தியின் மேற்பரப்பிலிருந்து எந்த ஆழத்தில் மின்னோட்ட அடர்த்தி 37% குறைந்து வரும் என்பதை குறிக்கும் ஒரு அளவுகோலான நுரை ஆழம் (δ) என்பதனால் அளவிடப்படுகிறது. சிறிய நுரை ஆழம், அதிகமான நுரை விளைவைக் குறிக்கும்.

நுரை ஆழம், பின்வரும் காரணிகளை அடிப்படையாகக் கொண்டு அமைகிறது:

AC மின்னோட்டத்தின் அதிர்வெண்ணம்: உயர்நிலை அதிர்வெண்ணம், காந்த களத்தின் மாற்றங்கள் மற்றும் எட்டி மின்னோட்டங்கள் அதிகமாக இருக்கும். இதனால், அதிர்வெண்ணம் உயர்ந்தால் நுரை ஆழம் குறையும்.

கடத்தியின் கடத்துதல்: உயர்நிலை கடத்துதல், குறைந்த மோதல் மற்றும் எட்டி மின்னோட்டங்கள் எளிதாக பாதித்து செல்லும். இதனால், கடத்துதல் உயர்ந்தால் நுரை ஆழம் குறையும்.

கடத்தியின் மோதல்: உயர்நிலை மோதல், காந்த களத்தின் தொடர்பு அதிகமாக மற்றும் எட்டி மின்னோட்டங்கள் அதிகமாக இருக்கும். இதனால், மோதல் உயர்ந்தால் நுரை ஆழம் குறையும்.

கடத்தியின் வடிவம்: வெவ்வேறு வடிவங்களில், காந்த களத்தின் பரவல் மற்றும் எட்டி மின்னோட்டங்கள் வெவ்வேறாக இருக்கும். இதனால், வெவ்வேறு வடிவங்களில் நுரை ஆழம் வேறுபடும்.

வட்ட குறுக்குவெட்டியுடன் உள்ள உருளை வடிவ கடத்தியில் நுரை ஆழத்தைக் கணக்கிடும் சூத்திரம்:

δ என்பது நுரை ஆழம் (மீட்டரில்)

ω என்பது AC மின்னோட்டத்தின் கோண அதிர்வெண்ணம் (ரேடியன்களில் வினாடிக்கு)

μ என்பது கடத்தியின் மோதல் (ஹென்ரிகளில் மீட்டரிற்கு)

σ என்பது கடத்தியின் கடத்துதல் (சீமன்களில் மீட்டரிற்கு)

உதாரணமாக, 10 MHz அதிர்வெண்ணத்தில் வட்ட குறுக்குவெட்டியுடன் உள்ள காப்பர் கடத்தியின் நுரை ஆழம்:

இதன் பொருள், இந்த அதிர்வெண்ணத்தில் கடத்தியின் மேற்பரப்பில் 0.066 mm ஆழத்தில் மின்னோட்டம் பெருமளவில் பாதித்து செல்லும்.

நுரை விளைவின் குறைப்பு

நுரை விளைவு, மின்சார கோடுகளில் பின்வரும் பிரச்சினைகளை உருவாக்குகிறது:

• மின்னோட்டத்தின் இழப்பு மற்றும் கடத்தியின் வெப்பம் உயர்கிறது, இதனால் அமைப்பின் செயல்திறன் மற்றும் நம்பிக்கை குறைகிறது.

• மின்சார கோட்டின் மோதல் மற்றும் மின்னழுத்தம் உயர்கிறது, இதனால் சிக்கல்களின் தரம் மற்றும் சக்தி அளிப்பு பாதிக்கப்படுகிறது.

• மின்சார கோட்டிலிருந்து உருவாகும் காந்த விளைவு மற்றும் விளைவு அலைகள், அண்மையில் உள்ள சாதனங்கள் மற்றும் சுற்றுலா அமைப்புகளை பாதித்தல் சாத்தியம்.

எனவே, மின்சார கோடுகளில் நுரை விளைவை அதிகமாக குறைக்க விரும்புகிறோம். நுரை விளைவை குறைக்க பயன்படுத்தப்படும் சில முறைகள்:

• உயர்நிலை கடத்துதல் மற்றும் குறைந்த மோதல் உள்ள கடத்திகள், காப்பர் அல்லது வெள்ளியை பயன்படுத்துவது, இரும்பு அல்லது இரும்பு போன்றவற்றை பயன்படுத்துவதை விட சிறந்தது.

• பரிசு