Elektr chiziqlaridagi Jild effektini tushunish

Energetika liniyasi elektr energiyasini yoki signalni bir nuqtadan boshqa nuqtaga yetkazadigan konduktor hisoblanadi. Energetika liniyalari qo'llaniladigan tashqi shartlar va masofaga qarab turli materiallardan, shakllardan va o'lchovlardan iborat bo'lishi mumkin. Amma energetika liniyalari soxta tok (AC) sistemlari uchun ishlatilayotganda, ularning samaradorligi va effektivligiga ta'sir qiluvchi ko'z effecti deb ataluvchi jarayonga ega bo'lishi mumkin.

Energetika liniyalarda ko'z effecti nima?

Ko'z effecti bu AC toki konduktorning kesmada teng emas tarzda paydo bo'lishi hisoblanadi, ya'ni tok chiqindisi konduktorning sohada eng yuqori bo'lib, markazi tomonga borib kamayadi. Bu esa konduktorning ichki qismi tashqari qismiga nisbatan kamroq tok taqdim etishini bildiradi, natijada konduktorning effektiv qarshilik oshadi.

Ko'z effecti tok oqish uchun mavjud konduktorning effektiv kesmasini kamaytiradi, bu esa konduktorning ish berish zararlarini va issiqlanishini oshiradi. Ko'z effecti ham energetika liniyaning impedansini o'zgartiradi, bu esa liniya bo'lgan joydagi voltage va tokni taqsimlashga ta'sir qiladi. Ko'z effecti yuklama chastotalarida, katta diametrlarida va past konduktivlikka ega konduktorlarda ko'proq ifodalanadi.

Ko'z effecti DC sistemlarda paydo bo'lmaydi, chunki tok konduktorning kesmasida merosha ravishda oqadi. Amma AC sistemlarda, ayniqsa radiyo va mikrovolnovi sistemlarda, ko'z effecti energetika liniyalari va boshqa komponentlarning dizaynini va tahlilini o'zgartirishi mumkin.

Energetika liniyalarda ko'z effecti nima sababli paydo bo'ladi?

Ko'z effecti AC toki tomonidan yaratilgan magnit maydoni konduktor bilan aloqada bo'lib paydo bo'ladi. Quyidagi suratda ko'rsatilishi kabi, AC toki silindrik konduktor orqali oqishda, uning atrofida va ichida magnit maydoni yaratiladi. Bu magnit maydonining yo'nalishi va qiymati AC toki chastotasiga va amplitudasiga qarab o'zgaradi.

Faradayning elektromagnit induksiya qonuni bo'yicha, o'zgaruvchan magnit maydoni konduktor ichida elektr maydonini induksiya qiladi. Bu elektr maydoni navbatan konduktor ichida qarama-qarshi tokni, yani vikhriy toki ni induksiya qiladi. Vikhriy toklar konduktor ichida aylanib, asl AC tokka qarama-qarshi bo'lib, unga qarama-qarshi bo'lib keladi.

Tashqin aralari konduktorning markazida kuchliroq, bu yerda ular asosiy AC aral bilan ko'proq magnit maydoni bog'liqlikka ega. Shuning uchun, ular kuchliroq qarama-qarshi elektr maydonini yaratadi va markazdagi umumiy aral chiqindisini kamaytiradi. Boshqacha qilib aytganda, konduktorning sirtida, bu yerda asosiy AC aral bilan kamroq magnit maydoni bog'liqligi bor, tashqin aralalar ziddiyatliroq bo'lib, qarama-qarshi elektr maydoni kamroq. Shuning uchun, sirtidagi umumiy aral chiqindisi yuqori.

Bu o'qib borgan natija, konduktorning kesimidan o'tuvchi aralning to'g'risiz taqsimlanishiga olib keladi, sirtida o'tuvchi aral markazdan ko'proq bo'ladi. Bu efekt, uzatma chiziqlarida teri effekti deb ataladi.

Uzatma chiziqlaridagi teri effektini qanday baholash mumkin?

Uzatma chiziqlaridagi teri effektini baholashning bir usuli - δ (delta) deb ataladigan skin depth (teri qatlam) parametridan foydalanish. Teri qatlam, konduktor sirtidan quyidagi qatlamni ifodalaydi, bu yerda aral chiqindisi sirtidagi qiymatining 1/e (yakuniy 37%) darajada pasayadi. Teri qatlamning kichikligi, teri effektining kuchligini ko'rsatadi.

Teri qatlam quyidagi faktorlardan bog'liq:

• AC aralining chastotasi: Yuqori chastota, tezroq o'zgaruvchi magnit maydoni va kuchliroq tashqin aralarni beradi. Shuning uchun, chastotaning o'sishi bilan teri qatlam kamayadi.

• Konduktorning elektr o'qish xususiyati: Yuqori elektr o'qish xususiyati, kamroq qarshilik va tashqin aralarning oson o'tishi. Shuning uchun, elektr o'qish xususiyatinig o'sishi bilan teri qatlam kamayadi.

• Konduktorning magnit o'quvchanligi: Yuqori magnit o'quvchanlik, ko'proq magnit maydoni bog'likligi va kuchliroq tashqin aralarni beradi. Shuning uchun, magnit o'quvchanligining o'sishi bilan teri qatlam kamayadi.

• Konduktorning shakli: Turli shakllar, turli geometrik faktorlarga ega bo'lib, magnit maydoni taqsimlanishini va tashqin aralarni ta'sir etadi. Shuning uchun, teri qatlam, konduktorning turli shakllari bilan farq qiladi.

Doira kesimiga ega bo'lgan silindr konduktor uchun teri qatlamni hisoblash formulasi:

bu yerda:

• δ - teri qatlam (metrda)

• ω - AC aralining burchak chastotasi (sekundda radiandar)

• μ - konduktorning magnit o'quvchanligi (henry metrda)

• σ - konduktorning elektr o'qish xususiyati (siemens metrda)

Misol uchun, doira kesimiga ega bo'lgan miskonduktor 10 MHz chastotada ishlashi uchun, teri qatlam:

Bu, konduktor sirtidagi 0.066 mm qatlamning shu chastotada eng katta qismi aral o'tishini anglatadi.

Uzatma chiziqlaridagi teri effektini qanday kamaytirish mumkin?

Jismoniy effekt uzatish chiziqlarida quyidagi muammolarga sabab bo'lishi mumkin:

• Konduktorning ishondirilishi va issiqlanishi, bu tizimning samaradorligini va ishonchli qilishini pasaytiradi.

• Uzatish chizigining impedansining oshishi va voltage drop signal sifati va energiya taqdim etilishiga ta'sir qiladi.

• Uzatish chizigidan elektromagnit interferentsiya va radiatsiya oshadi, bu yaqin joyda joylashgan qurilmalarga va shematiklarga ta'sir qilishi mumkin.

Shuning uchun, uzatish chiziqlaridagi jismoniy effektni qoldiqsiz kamaytirish kerak. Jismoniy effektni kamaytirish uchun quyidagi usullardan foydalanish mumkin:

• Ko'proq elektr o'tkazuvchilikga va kam magnetlanganlikka ega bo'lgan konduktorlar, masalan mosh, yoki kumush, temir yoki stal bilan almashtirish.

• Kichik diametrli yoki kesma maydonli konduktorlar ishlatish, konduktorning markazi va surhidagi oqim yog'ini farqini kamaytiradi.

• Qat'iy konduktorlar o'rniga ipakli yoki plitkalangan konduktorlar ishlatish, konduktorning efektiv surhini oshiradi va eddy oqimlarini kamaytiradi. Litz wire deb ataladigan maxsus turdagi ipakli konduktor, strandlarini o'zaro almashtirish orqali har bir strand kesmani o'z uzunligi bo'lgan joyda turli joylarga joylashtiriladi.

• Qat'iy konduktorlar o'rniga bo'sh yoki tubulyar konduktorlar ishlatish, konduktorning vaznini va narxini kamaytiradi, lekin uning samaradorligiga o'zgartirish kiritmaydi. Konduktorning bo'sh qismi jismoniy effekt sababli ko'p oqim o'tkazmaydi, shuning uchun uni olib tashlab, oqim o'tishiga ta'sir qilish mumkin emas.

• Bitta konduktor o'rniga bir nechta parallel konduktorlar ishlatish, konduktorning efektiv kesma maydonini oshiradi va uning qarshilikni kamaytiradi. Bu usul bundling yoki transposition deb ham ataladi.

• AC oqimining chastotasi kamaytirilganda, jismoniy daraja oshadi va jismoniy effekt kamayadi. Biroq, bu ba'zi yuqori chastotali signallarni talab qiladigan tarmoqlar uchun amalga oshirish mumkin emas.

Xulosa

Jismoniy effekt AC oqim konduktor orqali o'tkazilayotganda uzatish chiziqlarida paydo bo'ladigan jarayon. U konduktor kesmasida oqimning to'g'risiz taqsimlanishiga sabab bo'ladi, surhida aniqroq oqim o'tadi. Bu konduktorning efektiv qarshiligini va impedansini oshiradi va samaradorligini va ishonchini pasaytiradi.

Jismoniy effekt konduktorning chastotasi, elektr o'tkazuvchiligi, magnetlanganligi va shakli kabi bir nechta omillarga bog'liq. Uning qiymati jismoniy darajalar orqali aniqlanadi, bu - surhadan tashqari oqim yog'ining 37% ga teng bo'lgan darajada.

Jismoniy effektni kamaytirish uchun bir nechta usullardan foydalanish mumkin, masalan, ko'proq elektr o'tkazuvchilik va kam magnetlanganlikga ega bo'lgan konduktorlar, kichik diametrlar yoki kesma maydoni, ipakli yoki plitkalangan struktura, bo'sh yoki tubulyar shakli, bir nechta parallel tartib, yoki past chastota.

Jismoniy effekt elektr injeneriyasida muhim konseptsiya hisoblanadi, bu uzatish chiziqlari va boshqa AC oqimlardan foydalanadigan komponentlarning dizayni va tahlili uchun muhim. Bu, turli tarmoqlar va chastotalar uchun mos konduktor turini va hajmini tanlashda hisobga olinishi kerak.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.