Поверхности проводников

Рассмотрим цепь, содержащую только резистивный элемент с активным сопротивлением г. Под активным сопротивлением понимают сопротивление проводников переменному току. Вследствие вытеснения тока к поверхности проводника сопротивление проводника переменному току больше, чем постоянному. При малых частотах (несколько десятков и сотен герц) увеличение сопротивления незначительно и активное сопротивление определяется по той же формуле, что и сопротивление постоянному току. При частотах в сотни тысяч и миллионы герц активное сопротивление может оказаться намного больше сопротивления постоянному току и для его определения используют соответствующие формулы.

Полученные значения Мтах и sKp подставляют в уравнение (10.57), задаются рядом значений s и подсчитывают соответствующий момент, а по формуле п = п0(1 — s) — частоту вращения [см. (10.23)]. Необходимо обратить внимание на то, что расчетное значение момента Мп при s= 1, который называется начальным пусковым моментом асинхронного короткозамкну-того двигателя, обычно меньше действительного значения М,'„ указанного в каталоге, и механическая характеристика в зоне s % 0,7 -f-0,9 имеет «провал», где Mmin < М'п ( 10.19,6). Причиной этого являются неточность расчетного уравнения и такие неучтенные явления, как, например, вытеснение тока ротора к поверхности проводника и влияние гармонических составляющих вращающегося магнитного поля двигателя. Практически расчетную механическую характеристику корректируют так, как изображено пунктирной линией на 10.19,6.

стоянному току. Это объясняется тем, что плотность переменного тока распределяется неравномерно по сечению проводника — имеет место поверхностный эффект (вытеснение тока к поверхности проводника), вследствие чего потери энергии на нагрев возрастают. Сопротивление проводника, характеризующее эти потери, увеличивается.

Погонное сопротивление потерь. Задача нахождения омического сопротивления проводника, по которому проходит переменный ток, не может быть решена элементарными методами и требует привлечения теории электромагнитного поля [1]. Сущность наблюдаемых явлений заключается в следующем. Плотность тока максимальна на поверхности проводника и экспоненциально уменьшается при удалении от поверхности (поверхностный эффект). Под глубиной проникновения тока понимают расстояние от поверхности, на котором плотность тока падает в е=2,718 раз. Ее вычисляют по формуле

При конвективном теплообмене от единичной площади поверхности проводника отводится тепловая мощность (удельный тепловой поток)

где а — коэффициент теплоотдачи: Тпп - температура поверхности проводника; Гха — температура хладагента.

Кроме потерь мощности от тока нагрузки в токопро-водах, возникают дополнительные потери из-за вытеснения переменного тока к поверхности проводника («поверхностный эффект») и неравномерного распределения тока по сечению из-за влияния других близлежащих проводников («эффект близости»).

В течение XIX века были сделаны открытия, составляющие основу современной электротехники. Фарадеем был открыт закон электромагнитной индукции, Ленц и Джоуль установили, что прохождение тока по проводнику сопровождается выделением тепла, Максвелл получил основополагающие уравнения электромагнитного поля, носящие его имя, и построил систему современной электродинамики. В 80-х годах У. Томсон открыл и исследовал поверхностный эффект, заключающийся в том, что переменный ток вытесняется к поверхности проводника. В 1886 г. русский ученый И. И. Боргман исследовал нагревание стекла в конденсаторе при быстро следующих друг за другом зарядах и разрядах. Таким образом, уже в XIX веке были заложены теоретические основы техники индукционного нагрева.

оо (в реальных случаях и. > 250). Тогда магнитные линии в пазу будут нормальны к боковым поверхностям магнитопровода. Сделаем допущение, что магнитные линии внутри паза представляют собой прямые, параллельные его дну. Напряженность магнитного ноля внутри магнитопровода и, следовательно, на стороне шины, обращенной к дну паза, будет раина пулю. При этом структура магнитного поля оказывается совершенно аналогичной рассмотренной, для системы из двух шин. Наибольшая плотность тока наблюдается на поверхности проводника, обращенной к открытой стороне паза.

На 4-4 на примере двух проводников, по которым протекают одинаковые токи, показано распределение модуля плотности тока по толщине проводников. На том же рисунке, на временной диаграмме показаны векторы плотности тока на различной глубине для каждого из проводников и вектор полного тока. Из диаграммы видно, что фаза плотности тока резко изменяется по мере удаления от верхней поверхности проводника в глубь паза. Существенно, что фазы плотности тока в верхнем и нижнем слоях верхнего проводники отличаются друг от друга примерно па 180°. Таким образом, ток в нижнем слое этого проводника течет большую часть периода в направлении, противоположном направлению тока в верхнем слое. Это является результатом наложения на ток, который протекал бы при отсутствии нижнего проводника, вихревых токов, возбуждаемых в верхнем проводнике переменным магнитным полем, вызванным током в нижнем проводнике. Наличием замыкающихся внутри верхнего проводника вихревых токов объясняется и характер изменения плотности тока по его высоте, резко отличающийся от имеющего место в нижнем проводнике при том же значении полного тока.

расположенных ближе к поверхности проводника. Наведенные э. д. с. создают большее сопротивление в центральной части провода, чем у поверхности проводника. Ток вследствие этого вытесняется к поверхности проводника, распределяется неравномерно по сечению проводника. Плотность тока становится неодинаковой в различных точках поперечного сечения проводника: в центре — меньше, у поверхности — больше. Центральная часть сечения почти совсем не используется, сечение оказывается как бы меньше "и тем самым сопротивление проводника возрастает. Явление поверхностного эффекта усиливается при увеличении частоты тока, магнитной проницаемости материала проводника, сечения проводника и величины тока. При большой магнитной проницаемости возрастает способность пропускания магнитных силовых линий, увеличивается магнитный поток внутри провода и более резко проявляется поверхностный эффект.

Удаление защитного слоя рисунка рекомендуется производить раствором едкого натра, а для травления меди используют ра-створ персульфата аммония. Удаление излишков сплава Розе из отверстий производят, погружая заготовки в ванну с глицерином или сплавом Розе и ударяя их о резиновый вали?:. С поверхности проводников излишки удаляют ракелем.

Указывается, что электрическое поле в диэлектрике, созданное движущимися электрическими зарядами (токами в проводниках), удовлетворяет тем же уравнениям, что и электростатическое поле в диэлектрике, в пространстве, не занятом зарядами (р = 0). Единственное различие в том, что в электростатическом поле поверхности проводников являются эквипотенциальными поверхностями, а поверхности проводников с-токами — нет. Это положение полезно-проиллюстрировать простой картиной поля, например, полем двухпроводной линии.

Теоретически границами поля являются бесконечно удаленные точки, в которых E = Q, и поверхности проводников, на которых ф = const; -практически же границы поля будут там, где оно перестает проявляться с избранной степенью точности.

Теоретически границами толя являются бесконечно удаленные точки, в которых Е — 0, и поверхности проводников, на которых ф = const; практически же границы поля будут там, где оно перестает пэоявляться с избранной степенью точности.

Размыкаемые контакты делятся на торцевые, розе-точные, пальцевые, щеточные и рубящие. Неразмыкаемые контакты выполняют жесткими, скользящими или роликовыми (катящимися). Жесткие неразмыкаемые контакты выполняют с помощью болтовых соединений, стяжных накладок, конических зажимов, электро-, газо- или термитной сварки, а также опрессо-вания или так называемой холодной сварки под давлением. Для подсоединения проводов или жил кабелей к аппаратам, приборам применяют специального типа наконечники или оконцеватели. Соединяемые поверхности проводников предварительно тщательно зачищают. Алюминиевые шины и проводники перед механической обработкой покрывают слоем нейтрального (технического) вазелина или пасты (кварцевазелиновой или цинковазе-линовой).

Ввиду того что наружная поверхность зоны стягивания невелика, в нервом приближении можно пренебречь количеством теплоты, отдаваемым в окружающую среду непосредственно с что» поверхности и считать, что теплота, генерируемая в -тж зоне, распространяется в части проводника, поверхности проводников в окру-

Контактные соединения выполняют с помощью болтовых и винтовых соединений, стяжных накладок, конических зажимов, электро-, газо- или термитной сварки, пайки, клепки, а также опрессования или так называемой холодной сварки под давлением. Для подсоединения проводов или жил кабелей к аппаратам, приборам применяют специальные наконечники или оконцеватели. Соединяемые поверхности проводников предварительно тщательно зачищают. Алюминиевые шины и проводники перед механической обработкой покрывают слоем нейтрального (технического) вазелина или пасты (кварцевазелиновой или цинковазели-новой).

Однако граничные условия на поверхности проводников при прохождении тока не соответствуют условиям, которые имеют место в электростатике. Поверхности проводников уже не эквипотенциальны, поскольку потенциалы различных точек поверхности проводника, если их рассматривать

около проводов значением Et обычно пренебрегают. Тогда граничные условия на поверхности проводников, по которым протекают постоянные токи, оказываются тождественными с условиями в электростатике, и при расчетах стационарных полей используют соотношения, применяемые для решения электростатических задач.

Недостатки метода — необходимость подтравливания диэлектрика и связанная с этим опасность загрязнения продуктами травления поверхности проводников и необходимость дополнительной операции по их очистке, трудности точного совмещения печатных слоев, сложность внесения изменений в готовую плату.

6-5. Граничные условия на поверхности проводников



Похожие определения:
Поверхности ограничивающей
Поверхности пластинки
Поверхности приемника
Поверхности сердечника
Поверхности внутреннего
Поверхностные состояния
Полупериодов переменного

Яндекс.Метрика