2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1 ... 4, 5, 6, 7, 8
 
 Re: Паразитные параметры катушки индуктивности
Сообщение10.01.2025, 21:41 


27/08/16
10762
peregoudov в сообщении #1669419 писал(а):
Но я-то не инженер :lol: Меня не устраивает подход "возьмем формулу". Я хочу понять, откуда что берется.
А по-вашему инженерные модели даны инженерам богами? Нет, они посчитаны на основе физических моделей. Если непонятно, что происходит - считаете инженерными методами, если сходится - раскапываете источники инженерных моделей. Так разумно, если хочется понять происходящее, а не тешить себя фантастическими гипотезами.

Эффект близости по справочнику даёт близкие числа потерь, остальные гипотезы - нет. Значит, нужно раскапывать эффект близости. Ссылки на первоисточники формул из справочника у вас есть.

peregoudov в сообщении #1669419 писал(а):
Вы что-то путаете. Чтобы разобраться в существе вопроса, нужна не "компьютерная модель", а простая, желательно точно решаемая физическая модель, на которой эффект можно "пощупать руками".
Не вы ли искали способ численного расчёте?

 Профиль  
                  
 
 Re: Паразитные параметры катушки индуктивности
Сообщение10.01.2025, 21:49 
Аватара пользователя


11/12/16
14317
уездный город Н
peregoudov в сообщении #1669419 писал(а):
Во-во, нарисовать на схеме замещения конденсатор, подключенный к первому витку одного слоя и последнему витку следующего, а затем "пренебречь" этим подключением :lol: :lol: :lol:


У Вас на схеме замещения не нарисовано куда Вы конденсаторы подключаете. А написано следующее (болд мой):

peregoudov в сообщении #1668754 писал(а):
Здесь каждый виток представлен отдельной индуктивностью с активным сопротивлением, кроме того, все индуктивности попарно связаны взаимоиндукцией. Каждый виток связан емкостью с шестью соседними витками (намотка идет со сдвигом слоя на полвитка, гексагональное замощение), эти конденсаторы показаны условно исходящими из узлов, соединяющих витки.


Если Вы учитывали бы, что слои конечны, то у Вас не каждый виток был бы связан с шестью.
Каждый виток может быть связан с 6-ю соседними, если Вы их связываете по схеме замещения с соседними вдоль провода, например.

peregoudov в сообщении #1669419 писал(а):
Модель Ландау --- это просто для ориентировки по порядку величины.

Ландау к Вашей модели не имеет никакого отношения. Тем более в англоязычной литературе эта формула (для проводников одного радиуса) называется "формула Рассела".
Кстати, при расстоянии между центрами проводников равному удвоенному радиусу, значение погонной емкости улетает в бесконечность. И какое же Вы выбирали расстояние между проводниками, если Вам пришлось ещё увеличить в пять раз погонную ёмкость?

-- 10.01.2025, 22:05 --

peregoudov в сообщении #1669419 писал(а):
А почему она должна быть верной? Если модель Ландау --- это два бесконечных параллельных провода, одни во всей Вселенной? В катушке-то много чего еще вокруг накручено :lol:


Вот именно. Вы недосчитали энергию электрического поля в пять раз.
После чего подогнали погонную ёмкость, и пытаетесь рассматривать резонансы вне области, где выполняется условие квазистационарности. Это неадекватно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Паразитные параметры катушки индуктивности
Сообщение11.01.2025, 02:48 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
5340
ФТИ им. Иоффе СПб
peregoudov в сообщении #1669039 писал(а):
При замыкании должно было бы меняться сопротивление на постоянном токе, а оно совпадает с расчетным. Ну и вообще, непонятен механизм увеличения сопротивления при замыкании.
Я ведь про короткое замыкание не говорил, я сказал, что где-то что-то слегка замыкает. Для оценок рассмотрим простенькую модельку. Пусть у нас есть слабенькое межслойное замыканьеце сопротивлением $r.$
$$\usetikzlibrary{snakes}
\begin{tikzpicture}[thick]
		\draw (0,0)--(0.5,0);
		\draw (0.25,0)--(0.25,0.7)--(0.5,0.7);
		\draw (0.5,0.6) rectangle (1,0.8) node at (0.75,0.9) {r};
		\draw (1,0.7)--(1.25,0.7)--(1.25,0);
		\draw[snake=coil,segment length=4pt] (0.5,0) -- (1,0) 
		\draw (0.75,-0.5) node  {$L_1$};
		\draw (1,0)--(1.5,0);
		\draw[snake=coil,segment length=4pt] (1.5,0) -- (2.5,0);
		\draw (2,-0.5) node  {$L_2$};
		\draw (2.5,0)--(3,0);
		\draw (3,0.3)--(3,-0.3);
		\draw (3.1,0.3)--(3.1,-0.3);
		\draw (3.05,-0.6) node  {C};
		\draw (3.1,0)--(3.5,0);
		\draw (3.5,-0.1) rectangle (4,0.1);
		\draw (3.75,-0.5) node  {R};
		\draw (4,0)--(4.5,0);
	\end{tikzpicture}$$

Так, видимо, можно рисовать, если $r^2\gg\omega^2 L_1^2.$ $L_1$ - индуктивность замкнутого кусочка катушки, $L_2$ - индуктивность остатка. Импеданс замкнутого кусочка будет
$$Z_1=\frac{i\omega r^2 L_1+\omega^2 r L_1^2}{r^2+\omega^2 L_1^2}$$
В предположении $r^2\gg\omega^2 L_1^2$ резонансная частота не изменится с точностью до членов $\frac{\omega^2 L_1^2}{r^2},$ а активное сопротивление возрастет на величину
$$\Delta R\simeq\frac{\omega^2 L_1^2}{r}$$
Для оценок примем $L_1=0.5$мГн и получим, что для того, чтобы возникли добавочные 15 ом нужно $r=375$ом, что удовлетворяет условию применимости модели ($375^2\gg75^2$). Я отнюдь не настаиваю на таком объяснении, но оно вполне проходит простую проверку.

 Профиль  
                  
 
 Re: Паразитные параметры катушки индуктивности
Сообщение11.01.2025, 07:39 
Заслуженный участник


21/08/10
2485
amon в сообщении #1669440 писал(а):
Для оценок рассмотрим простенькую модельку.


Вы не учли взаимную индуктивность. Которая здесь ОЧЕНЬ существенна.

P.S. А с ТС я больше разговаривать не намерен. Надоело мне выслушивать от него всякие глупости, да еще и высказанные с неадекватным апломбом. Похоже профессиональный педагог. Они такие: слов знают много, а смысл этих слов не понимают напрочь :-) Впрочем, не все. Но многие.

 Профиль  
                  
 
 Re: Паразитные параметры катушки индуктивности
Сообщение11.01.2025, 10:48 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
5340
ФТИ им. Иоффе СПб
Alex-Yu в сообщении #1669460 писал(а):
Вы не учли взаимную индуктивность. Которая здесь ОЧЕНЬ существенна.
Если $r^2\gg\omega^2 L_1^2,$ то, вроде, не очень.

 Профиль  
                  
 
 Re: Паразитные параметры катушки индуктивности
Сообщение11.01.2025, 19:25 
Аватара пользователя


11/12/16
14317
уездный город Н
amon в сообщении #1669440 писал(а):
что для того, чтобы возникли добавочные 15 ом нужно $r=375$ом, что удовлетворяет условию применимости модели ($375^2\gg75^2$). Я отнюдь не настаиваю на таком объяснении, но оно вполне проходит простую проверку.


1. Сложно представить сценарий\процесс\явление, из-за которого между соседними витками возникло бы сопротивление в 375 ом. Там, как правило или КЗ, или нет КЗ (всё нормально).
А при КЗ сопротивление замкнутой части напротив будет мало - определятся погонным сопротивлением кабеля, возможно с учетом эффекта близости.
2. realeugene вроде бы подставлял данные ТС в расчеты добавочного сопротивления из-за эффекта близости. И "потерянное сопротивление" нашлось, насколько понял его заявления.

-- 11.01.2025, 19:38 --

Alex-Yu в сообщении #1669460 писал(а):
да еще и высказанные с неадекватным апломбом.


плюс 100500.

У меня есть мнение, что его "супер модель" можно допилить до точности, достаточной для инженерных расчетов (20-50%, например), при более аккуратном расчете "неучтенного".
И новизна некоторая была бы (насколько знаю, нет адекватных формул для расчета собственной ёмкости многослойной катушки), и область применения не нулевая - те же "калькуляторы" а-ля coil32\64, которые он хает.

Но с таким стилем общения - пусть дальше сам колбасится.

Что касается вот этого:
peregoudov в сообщении #1669419 писал(а):
просто для ориентировки по порядку величины.


То емкость сферы радиуса 33 мм, будет равна 3.67 pF, тоже попали по порядку величины в 22 pF. :mrgreen:

 Профиль  
                  
 
 Re: Паразитные параметры катушки индуктивности
Сообщение12.01.2025, 00:50 
Аватара пользователя


11/12/16
14317
уездный город Н
Тут: Русин Ю. С., Гликман И. Я., Горский А. Н. Электромагнитные элементы радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Радио и связь, 1991.

На странице 82 приведена волшебная формула для собственной ёмкости многослойной катушки с аксиальным расположением слоёв:

$$C = 4 \pi \varepsilon_0 (a_1+a_2)(\frac{\pi}{8} + \frac{h}{a_2-a_1})$$

Если подставить данные ТС, то получится $C=4.7$ pF.

А "измеренная" резонансом ёмкость $22$ pF, имеет отношение к собственной ёмкости катушки чуть больше, чем погода на Марсе, скорее всего.

 Профиль  
                  
 
 Re: Паразитные параметры катушки индуктивности
Сообщение12.01.2025, 13:07 


21/07/20
248
peregoudov в сообщении #1669419 писал(а):
То есть это скорее эффект, связанный с увеличением индукции поля по мере перехода к внутренним слоям.

Спасибо. Интересные графики. И их расчет конструктивен.
Замечу, что авторы процитированной статьи обращают внимание, что увеличение сопротивления потерь связано не столько с вытеснением тока к границам слоя, сколько с фазовыми соотношениями. Приведу (на русском для удобства) выдержку из Заключения статьи:
"Переменное магнитное поле, в котором находится отдельный слой многослойной катушки, создается током всех внешних слоев и во много раз превышает магнитное поле одиночного витка с током. Вихревое электрическое поле, создаваемое магнитным полем, увеличивает ток на внутренней поверхности слоя и приводит к изменению направления тока на внешней поверхности. В результате вихревые токи циркулируют в слое катушки и не переходят в следующий слой. Эти токи вызывают большие потери мощности во внутренних слоях катушки".

 Профиль  
                  
 
 Re: Паразитные параметры катушки индуктивности
Сообщение12.01.2025, 22:39 


27/08/16
10762
Ignatovich в сообщении #1669638 писал(а):
Вихревое электрическое поле, создаваемое магнитным полем, увеличивает ток на внутренней поверхности слоя и приводит к изменению направления тока на внешней поверхности.
А из этого следует, что формой проводника при расчёте этого эффекта пренебрегать нельзя. Круглые проводники дадут меньшее увеличение сопротивления.

 Профиль  
                  
 
 Re: Паразитные параметры катушки индуктивности
Сообщение13.01.2025, 06:59 
Аватара пользователя


11/12/16
14317
уездный город Н
EUgeneUS в сообщении #1669584 писал(а):
А "измеренная" резонансом ёмкость $22$ pF, имеет отношение к собственной ёмкости катушки чуть больше, чем погода на Марсе, скорее всего.


Ответ, если кто ещё не догадался.

(Оффтоп)

Эта ёмкость ($22$ pF) где-то на $2/3 ... 3/4$ - ёмкость щупа осциллографа.
:wink: :mrgreen:

 Профиль  
                  
 
 Re: Паразитные параметры катушки индуктивности
Сообщение13.01.2025, 09:27 


21/07/20
248
realeugene в сообщении #1669711 писал(а):
А из этого следует, что формой проводника при расчёте этого эффекта пренебрегать нельзя. Круглые проводники дадут меньшее увеличение сопротивления

Согласен с тем, что замена слоя витков катушки лентой может привести к заметной ошибке при вычислении сопротивления потерь. Но упрощенная модель обычно позволяет выявить (аргументированно предложить) доминирующие эффекты. Если есть альтернативные объяснения представленных в теме экспериментов, связанные, например, с межвитковой емкостью или с резистивными утечками, то их желательно подтвердить расчетами, что конечно требует времени, которого всем не хватает.

 Профиль  
                  
 
 Re: Паразитные параметры катушки индуктивности
Сообщение13.01.2025, 12:59 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
5340
ФТИ им. Иоффе СПб
peregoudov в сообщении #1669419 писал(а):
И оно отменяет нулевое начало термодинамики? Ну, про равновесное состояние, к которому система в неизменных внешних условиях стремится.
Ферромагнетик - система со спонтанным нарушением симметрии. У нее вырождено основное состояние, и с нулевым началом, как и с термодинамическим пределом, в таких системах есть нюансы.

 Профиль  
                  
 
 Re: Паразитные параметры катушки индуктивности
Сообщение15.01.2025, 04:59 
Заслуженный участник


21/08/10
2485
amon в сообщении #1669467 писал(а):
Alex-Yu в сообщении #1669460

писал(а):
Вы не учли взаимную индуктивность. Которая здесь ОЧЕНЬ существенна. Если $r^2\gg\omega^2 L_1^2,$ то, вроде, не очень.


При не очень редкой (запредельно редкой, из серии "не бывает") намотке, не говоря уж об многослойной катушке, поток через замкнутый виток, созданный другими витками, много больше чем поток, созданный самим этим витком. Даже если весь ток течет через замкнутый виток (в резистор не ответвляется). Это и означает, что взаимная индуктивность важнее, чем собственная. А чему равняется $r$ тут вообще ни при чем.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 118 ]  На страницу Пред.  1 ... 4, 5, 6, 7, 8

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group