Transmisioen lerroetako Ondare Efectuaren Ulertzeko

Eragile line bat elektrizitatearen indar edo senailetatik puntu batean beste puntuan zehar eraman duen konduktore bat da. Eragile lineak aplikazio eta distantziaren arabera desberdintasun material, formatan eta tamainetan egon daitezke. Hala ere, eragile lineak alternatiboko indarrerako (AC) sistemetan erabiltzen direnean, hautatze efektua deitzen den fenomeno bat erakusten dute, horrek euren prestazio eta efizientzia eragiten diote.

Zer da Hautatze Efektua Eragile Lineetan?

Hautatze efektua AC indarra konduktore baten sekzio transversalaren gainean banatze inhomogeneoaren tendentzia gisa definitzen da, non indar dentsitatea konduktorearen oholaren ondoan handiena izan daitezen eta esponentzialki gorputxura zentrora askatasuna. Honek esan nahi du konduktorearen barneko zatia kanpoaldeko zati baino gutxiago indar duela, horrek konduktorearen resistentzia efektiboa handitzen duela.

Hautatze efektuak konduktorearen sekzio transversal efektiboa txikiago bihurtzen du, horrek indarren galera eta konduktorearen hotzaketa handitzen ditu. Hautatze efektuak ere eragile linearen impedantziaren aldaketak eragiten ditu, horrek eragin duen tentsioa eta indarren banaketa linean. Hautatze efektua maizago agertzen da maiztasun altuagoetan, diametro handiagoetan eta konduktoreen konduzibilitate baxuei.

Hautatze efektua ez da agertzen indar zuzenetan (DC) sistemetan, indar zuzenean konduktorearen sekzio transversal osoan uniformeki joaten baita. Hala ere, AC sistemetan, batez ere erradio eta mikroondetan operatzen direnetan, hautatze efektuak eragile lineen eta beste osagaien diseinu eta analisiari eragina darake.

Zer Sortzen Du Hautatze Efektua Eragile Lineetan?

Hautatze efektua AC indarren sortutako magnetikoaren indarrarekin konduktorearen arteko elkarrekintza dela sortzen da. Irudian ikus daitekeenez, AC indar bat zilindriko konduktore baten zehar joaten denean, magnetikoaren indar bat sortzen da konduktorearen inguruan eta barruan. Magnetikoaren norabide eta magnitudea AC indarren maiztasunei eta amplituderi jarraiki aldatzen dira.

Faradayren legearen arabera elektromagnetikoaren indukzioan, aldatzen den magnetikoak elektrikoaren indar bat sortzen du konduktorean. Elektrikoaren indar hau, bereiz, konduktorean aurkitzen duten indar kontrario bat sortzen du, eddy current deritzona. Eddy current konduktorean zirkulatzen dira eta AC indar originalari kontradiktzen diote.

Eddy current gehien daude konduktorearen gorputzeko ondoan, non AC indar originalarekin magnetikoaren flujo lotura gehiago badute. Beraz, elektrikoaren indar kontrario handiagoa sortzen dute eta konduktorearen gorputzeko indar dentsitatea gutxitzen dute. Berriz, konduktorearen oholaren ondoan, non AC indar originalarekin magnetikoaren flujo lotura gutxiago badute, eddy current gehien eta elektrikoaren indar kontrario txikiagoa da. Beraz, oholan indar dentsitate handiagoa dago.

Horrek fenomeno honek konduktorearen sekzio transversalean indarren banaketaren ez homogeneotasuna sortzen du, oholan indar gehiago joaten delako gorputzeko baino. Honek hautatze efektua sortzen du eragile lineetan.

Nola Kuantifikatu Hautatze Efektua Eragile Lineetan?

Hautatze efektua kuantifikatzeko modu bat skin depth edo δ (delta) deitzen den parametroa erabili daiteke. Skin depth oholaren azpitik, indar dentsitatea oholaren balioaren 1/e (hona hemen 37%) lortzen den sakonera definizioa da. Skin depth txikiagoa, hautatze efektu handiagoa.

Skin depth hainbat faktoretan datza, hala nola:

• AC indarren maiztasuna: Maiztasun altuagoa magnetikoaren aldatze arrunta eta eddy current gehiago. Beraz, maiztasuna handitu ahala skin depth txikitzen da.

• Konduktorearen konduzibilitatea: Konduzibilitate altuagoa resistenzia txikiagoa eta eddy current gehiago. Beraz, konduzibilitatea handitu ahala skin depth txikitzen da.

• Konduktorearen permeabilitatea: Permeabilitate altuagoa magnetikoaren flujo lotura gehiago eta eddy current gehiago. Beraz, permeabilitatea handitu ahala skin depth txikitzen da.

• Konduktorearen forma: Forma desberdinak geometria faktore desberdinak dituzte, magnetikoaren banaketaren eta eddy currenten eragina. Beraz, konduktoreen formaren arabera skin depth aldatzen da.

Zirkular sekzio transversal duen zilindriko konduktore baten skin depth kalkulatzeko formula hau da:

non:

• δ skin depth-a da (metroetan)

• ω AC indarren maiztasun angeluarra da (radianetan segundotan)

• μ konduktorearen permeabilitatea da (henriei metroetan)

• σ konduktorearen konduzibilitatea da (siemens metroetan)

Adibidez, zirkular sekzio transversal duen kobrezko konduktore batek, 10 MHz-en funtzionatzen duenean, skin depth hau da:

Honek esan nahi du konduktorearen oholaren ondoan 0.066 mm sakonera bakarrik indar gehien duela frekuenci honetan.

Nola Murriztu Hautatze Efektuak Eragile Lineetan?

Hautatze efektuak eragile lineetan arazo hauetarako ahal dira:

• Indarren galera eta konduktorearen hotzaketa handitzen dira, horrek sisteman efizientzia eta fidagarritasuna gutxitzen ditu.

• Impedantzaren eta tentsioaren gehitzea eragile lineetan, horrek senailetatik eta indarren kalitatea eragiten ditu.

• Erregulazio elektromagnetikoaren eta iradiazioaren gehitzea eragile lineetatik, horrek erdiko gailuak eta zirkuituak eragin dezakete.

Beraz, hautatze efektua eragile lineetan murriztea posiblea da. Hautatze efektuak murrizteko metodo hauek erabil daitezke:

• Kobre edo zilar bezalako konduzibilitate altuago eta permeabilitate baxuko konduktoreak erabili, hierro edo arrazoi ordez.

• Diametro txikiago edo sekzio transversal txikiago duen konduktoreak erabili, horrek oholaren eta gorputzeko indar dentsitateen arteko diferentzia gutxitzen du.

• Konduktore soiletatik edo estaltatutatik erabili, horrek konduktorearen ohol efektiboa handitzen du eta eddy current gutxitzen ditu. Litz wire deitzen den konduktore soiletatik mota berezia eddy current gutxitzen ditu, hauetako zati guztiak sekzio transversalaren posizio desberdinak hartzen dituztelako luzera osoan.

• Konduktore soiletatik huts edo tubularretatik erabili, horrek konduktorearen pisua eta kostua gutxitzen ditu prestazioa aski aldatzen gabe. Hautatze efektuaren arabera, konduktorearen hutsa indar gutxi duenez, gutxiago eragin duen indarren fluxua kendu daiteke.

• Konduktore anitz paraleloak erabili, konduktore bakar baten ordez, horrek konduktorearen sekzio transversal efektiboa handitzen du eta resistenzia gutxitzen du. Metodo hau bundling edo transposition bezala ere ezagutzen da.

• AC indarren maiztasuna gutxitu, horrek skin depth handitzen du eta hautatze efektua gutxitzen du. Hala ere, zenbait aplikazioetan, maiztasun altuak behar direnean, hori ezinezkoa izan daiteke.

Bukarapena

Hautatze efektua AC indar bat konduktore baten zehar joaten denean eragile lineetan agertzen den fenomenoa da. Horrek konduktorearen sekzio transversalean indarren banaketaren ez homogeneotasuna sortzen du, oholan indar gehiago joaten delako gorputzeko baino. Honek konduktorearen resistenzia eta impedantz efektiboa handitzen ditu eta beren efizientzia eta prestazio gutxitzen ditu.

Hautatze efektua konduktorearen maiztasuna, konduzibilitatea, permeabilitatea eta forma faktoreei mugatuta dago. Hautatze efektua skin depth parametroa erabiliz kuantifikatu daiteke, hau oholaren azpitik indar dentsitatea oholaren balioaren 37% lortzen den sakonera da.

Hautatze efektua murriztu daiteke metodo desberdinetan, hala nola konduzibilitate altuago eta permeabilitate baxuko konduktoreak, diametro txikiago edo sekzio transversal txikiago, soiletatua edo estaltatua, huts edo tubularra, paralelo anitz, edo maiztasun baxu erabili.

Hautatze efektua elektrizitatearen ingeniaritzan eragile lineen eta beste osagaien diseinu eta analisiari eragiten dioen kontzeptu garrantzitsua da. Aplikazio eta maiztasun desberdinetarako konduktore mota eta tamaina aukeratzean kontuan hartu behar da.

Esaldiak: Ohartarazi originala, artikulu onak partekatzeko balio ditu, baldin eta eskubideen salaketa badago kontaktatzeko ezabatzeko.