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 ... 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ... 16  След.
 
 Re: Явления при стекании тока в землю
Сообщение23.02.2011, 17:51 


20/12/09
1527
vek88 в сообщении #415565 писал(а):
Были еще вопросы про переменный ток. Здесь все просто. Если кто захочет запузырить в землю, скажем, УКВ, то ничего не выйдет. Как известно, электромагнитные волны проникают в проводник лишь на определенную глубину, зависящую от длины волны. Так что надо смотреть на длину волны. Для 50 гц - это тысячи километров. Следовательно, какого-либо влияния на сопротивление заземления на такой частоте мы не обнаружим. Думаю, что и на 50 Кгц вряд ли возникнет заметное влияние. А вот на 50 Мгц уже глубже нескольких метров сигнал в землю не пойдет - и сопротивление заземления существенно изменится.

Вопросы есть?

Разве проникновение волн не определяется диэлектрической проницаемостью среды.
Если она большая - волны проникают. А если маленькая - не проникают.

А у земли какая проницаемость?

 Профиль  
                  
 
 Re: Явления при стекании тока в землю
Сообщение23.02.2011, 18:58 
Заблокирован


20/03/10

743
Новокузнецк
Ales в сообщении #416172 писал(а):
vek88 в сообщении #415565 писал(а):
Были еще вопросы про переменный ток. Здесь все просто. Если кто захочет запузырить в землю, скажем, УКВ, то ничего не выйдет. Как известно, электромагнитные волны проникают в проводник лишь на определенную глубину, зависящую от длины волны. Так что надо смотреть на длину волны. Для 50 гц - это тысячи километров. Следовательно, какого-либо влияния на сопротивление заземления на такой частоте мы не обнаружим. Думаю, что и на 50 Кгц вряд ли возникнет заметное влияние. А вот на 50 Мгц уже глубже нескольких метров сигнал в землю не пойдет - и сопротивление заземления существенно изменится.
Вопросы есть?
Разве проникновение волн не определяется диэлектрической проницаемостью среды.
Если она большая - волны проникают. А если маленькая - не проникают.
А у земли какая проницаемость?

Земля -- проводник а не диэлектрик. А вот атмосфера -- диэлектрик, радиоволны свободно распространяются.

 Профиль  
                  
 
 Re: Явления при стекании тока в землю
Сообщение23.02.2011, 19:10 


20/12/09
1527
Ponchik в сообщении #416238 писал(а):
Земля -- проводник а не диэлектрик.

Диэлектрическая проницаемость есть у любого вещества.
У металлов она очень мала по сравнению с воздухом.
Но земля не состоит из металла.

-- Ср фев 23, 2011 19:15:18 --

здесь приведены цифры глубины проникновения радиоволн в землю
http://geoscan.boom.ru/text.htm

http://davyde.nm.ru/georadar.htm

 Профиль  
                  
 
 Re: Явления при стекании тока в землю
Сообщение23.02.2011, 21:02 
Заблокирован


20/03/10

743
Новокузнецк
Ales в сообщении #416172 писал(а):
Разве проникновение волн не определяется диэлектрической проницаемостью среды.
Если она большая - волны проникают. А если маленькая - не проникают.

Ales в сообщении #416242 писал(а):
Цитата:
Ponchik в сообщении #416238 писал(а):
Земля -- проводник а не диэлектрик.
Диэлектрическая проницаемость есть у любого вещества.
У металлов она очень мала по сравнению с воздухом.
Но земля не состоит из металла.
здесь приведены цифры глубины проникновения радиоволн в землю
Вероятно, Вас подвело название «проницаемость»? Вероятно, Вы полагаете, что чем больше «проницаемость» тем глубже проникновение электромагнитных волн? Но ведь понятие «диэлектрическая проницаемость» было определено для статических электрических полей.
На самом деле диэлектрическая проницаемость влияет на скорость электромагнитных волн в среде, а глубина проникновения электромагнитной волны в вещество зависит от проводимости среды.
Для металлов глубина проникновения составляет половину длины волны. При этом волна отражается. Благодаря этому мы видим себя в зеркале. Это происходит оттого, что на поверхности металла, благодаря его высокой проводимости (обусловленной наличием свободных электронов) под действием электромагнитной волны наводится переменный электрический ток, который, в свою очередь, создаёт отражённую электромагнитную волну (естественно, той же частоты).
В диэлектриках индуцированные токи не возникают (потому что нет электронов проводимости), поэтому электромагнитная волна может проникать в среду диэлектрика на большУю глубину. Идеальным диэлектриком является вакуум. В вакууме электромагнитные волны распространяются беспрепятственно, например, в космосе на миллиарды световых лет. При этом диэлектрическая проницаемость вакуума является наименьшей из всех возможных!
Земля является проводником с проводимостью меньшей, чем у чистых металлов, но всё же большей чем у изоляторов. Поэтому электромагнитные волны могут проникать в землю на бОльшую глубину, чем в металлы. По приведённой Вами ссылке на порядок (в десять раз) глубже. Это потому, что проводимость грунтов меньше чем проводимость металлов. Диэлектрическая же проницаемость здесь не причём!

 Профиль  
                  
 
 Re: Явления при стекании тока в землю
Сообщение23.02.2011, 22:06 


20/12/09
1527
Ponchik в сообщении #416297 писал(а):
Вероятно, Вас подвело название «проницаемость»? Вероятно, Вы полагаете, что чем больше «проницаемость» тем глубже проникновение электромагнитных волн?

Да, Вы правильно заметили, подвела. Плохо с ней знаком.
Я вообще неправильно про нее думал: у металлов она отрицательна, а я думал, что положительна, но очень мала.

Но со всем остальным я не согласен и не согласен с моделью зеркала.

По моим представлениям волна и ток распространяются по минимуму действия.
А действие, разные энергии и мощности зависят от удельного сопротивления, диэлектрической и магнитной проницаемости и от других свойств среды.

Да и опыт показывает, что формула "половина длины волны" не совсем верна.

 Профиль  
                  
 
 Re: Явления при стекании тока в землю
Сообщение23.02.2011, 22:12 
Заблокирован


20/03/10

743
Новокузнецк
Ales в сообщении #416333 писал(а):
Но со всем остальным я не согласен и не согласен с моделью зеркала.

Вашего согласия здесь не требуется.

 Профиль  
                  
 
 Re: Явления при стекании тока в землю
Сообщение23.02.2011, 22:46 


20/12/09
1527
Ponchik в сообщении #416338 писал(а):
Вашего согласия здесь не требуется.

"Половина длины волны" существенно отличается от "десятки длин волны".
Кроме того, земля не отражает свет, в землю нельзя смотреть как в зеркало.

 Профиль  
                  
 
 Re: Явления при стекании тока в землю
Сообщение23.02.2011, 23:01 
Заблокирован


20/03/10

743
Новокузнецк
Зеркало делают из металла а не из глины. (Отражающая поверхность изготавливается из серебра или из алюминия).
Как указывалось выше, земля плохой проводник, поэтому глубина проникновения волн в грунте больше чем в хорошем проводнике.
В общем случае считается, что электромагнитная волна не проникает внутрь идеального проводника:
http://fn.bmstu.ru/phys/bib/physbook/tom4/ch3/texthtml/ch3_3.htm
Цитата:
электромагнитная волна при облучении идеального проводящего тела не проникает внутрь и полностью отражается от его поверхности. Именно этим обстоятельством объясняется характерный блеск металлических тел, являющихся хорошими проводниками.
электромагнитная волна может беспрепятственно распространяться внутри идеального диэлектрика без уменьшения амплитуд векторов напряженностей электромагнитных полей по мере её прохождения идеального диэлектрика. По этой причине внешние поверхности хороших диэлектриков не являются столь блестящими при отражении света, как поверхности металлов.
На практике считается, что волна в металле затухает на глубине в два-три раза меньше длины волны:
http://electrono.ru/dopolnitelnye-glavy/5-3-elektromagnitnoe-ekranirovanie
Цитата:
Для получения эффективного экранирующего действия толщину стенок экрана следует взять, равной длине волны в веществе экрана (5.6) поскольку при проникновении электромагнитной волны в проводящее полупространство на глубину l, как было показано выше, наблюдается ослабление поля в е2p = 540 раз, т.е. на этом расстоянии волна фактически полностью затухает. Практически считают, что волна затухает уже на расстоянии, в два-три раза меньшем по сравнению с длиной волны. Как видно из формулы (5.6), с увеличением частоты уменьшается длина волны (глубина проникновения) электромагнитного поля в проводнике.

 Профиль  
                  
 
 Re: Явления при стекании тока в землю
Сообщение23.02.2011, 23:58 


20/12/09
1527
Ponchik в сообщении #416375 писал(а):
поэтому глубина проникновения волн в грунте больше чем в хорошем проводнике

Почему именно такая модель?
Может быть важно рассеивание волн? Например, как луч света в тумане.
Грунт очень плохой проводник - в миллиард раз хуже металла.

 Профиль  
                  
 
 Re: Явления при стекании тока в землю
Сообщение24.02.2011, 01:06 


20/12/09
1527
Ponchik в сообщении #416375 писал(а):
поэтому глубина проникновения волн в грунте больше чем в хорошем проводнике

Ок. Согласен. То же что и зеркало.

-- Чт фев 24, 2011 01:24:10 --

Но все же, связь с сопротивлением заземления не очевидна.
Сопротивление состоит из металла, закопанного в землю.
При очень высоких частотах переменный ток вообще не должен доходить до грунта, ведь металл его не пропустит.
А если он через металл проходит, то через грунт должен проходить на очень большие расстояния.

 Профиль  
                  
 
 Re: Явления при стекании тока в землю
Сообщение24.02.2011, 02:13 


20/12/09
1527
Ales в сообщении #416460 писал(а):
При очень высоких частотах переменный ток вообще не должен доходить до грунта, ведь металл его не пропустит.
А если он через металл проходит, то через грунт должен проходить на очень большие расстояния.

Не верно все это. Запутался я.

Ток это не плоская электромагнитная волна.
Плоская волна не проходит вглубь проводника, а ток идет по проводнику.
Сопротивление же считается для тока, а не для волны.
Эти волны и проникновение волн в грунт тут вообще не при чем.

Поэтому возражаю против рассуждения:

vek88 в сообщении #415565 писал(а):
Как известно, электромагнитные волны проникают в проводник лишь на определенную глубину, зависящую от длины волны. Так что надо смотреть на длину волны. Для 50 гц - это тысячи километров. Следовательно, какого-либо влияния на сопротивление заземления на такой частоте мы не обнаружим. Думаю, что и на 50 Кгц вряд ли возникнет заметное влияние. А вот на 50 Мгц уже глубже нескольких метров сигнал в землю не пойдет - и сопротивление заземления существенно изменится.

 Профиль  
                  
 
 Re: Явления при стекании тока в землю
Сообщение24.02.2011, 03:58 
Заблокирован


20/03/10

743
Новокузнецк
Ales в сообщении #416460 писал(а):
Но все же, связь с сопротивлением заземления не очевидна.
Сопротивление состоит из металла, закопанного в землю.
При очень высоких частотах переменный ток вообще не должен доходить до грунта, ведь металл его не пропустит.
А если он через металл проходит, то через грунт должен проходить на очень большие расстояния.
Не знаешь закон Ома – сиди дома!
Сопротивление «состоит» не из металла, а из падения напряжения на проводнике, делённого на силу тока в этом же проводнике. Проводимость же является величиной обратной сопротивлению. Конструктивный элемент, обладающий сопротивлением бОльшим чем провода, называется резистором.
Кроме того, не надо путать электрический ток с электромагнитным полем, в частности, с электромагнитной волной.
Вокруг проводника с током образуется электромагнитное поле. Проводник является направляющим устройством для этого поля, в силу того, что поле это образуется в результате движения зарядов (электронов) в этом проводнике. При включении линии (цепи проводов), под электрическое напряжение, в линии образуется электромагнитная волна. Эта волна появляется даже если линия не замкнута на конце. И даже если это линия постоянного тока, то вокруг проводов образуется электрическое поле (которое есть составная часть электромагнитного). При определённых условиях электромагнитная волна может излучаться проводниками в окружающее диэлектрическое пространство. Такие условия создаются в антеннах.
Генераторы радиочастот заземляют (соединяют с грунтом) очень редко. (Обычно в тех случаях когда в качестве противовеса в антенном устройстве применяют землю). То, что обычно в радиоэлектронных устройствах по традиции называют заземлением, на самом деле является соединением с «нулевой точкой».
Рассмотрим случай, когда в антенне применяется заземление. Допустим, что у нас есть генератор 1 МГц (длина волны 300 м), который работает на передающую антенну. Один провод от генератора присоединён к проводнику помещённому над землёй, а другой провод от генератора соединён с землёй. Проводник и земля образуют конденсатор. (Земля тоже проводник). Поэтому переменный ток будет протекать через этот конденсатор, т.е. в проводнике и в земле появится переменный высокочастотный ток. Дальше проводника ток не пойдёт, т.к. вокруг воздух-диэлектрик. В земле же ток будет растекаться от заземления. Но на очень большое расстояние этот ток не пойдёт. Расстояние будет ограниченно размерами получившегося конденсатора. А размеры будут определяться размером проводника, образующего антенну.
Ales в сообщении #416487 писал(а):
Поэтому возражаю против рассуждения:
vek88 в сообщении #415565 писал(а):
Цитата:
Как известно, электромагнитные волны проникают в проводник лишь на определенную глубину, зависящую от длины волны. Так что надо смотреть на длину волны. Для 50 гц - это тысячи километров. Следовательно, какого-либо влияния на сопротивление заземления на такой частоте мы не обнаружим. Думаю, что и на 50 Кгц вряд ли возникнет заметное влияние. А вот на 50 Мгц уже глубже нескольких метров сигнал в землю не пойдет - и сопротивление заземления существенно изменится.
Сопротивление заземления и даже проводов для вч тока будут существенно другими чем для нч и постояного токов, т.к. важную роль будут играть ёмкостное и индуктивное сопротивления. Геометрическая сумма активного, идуктивного и ёмкостного сопротивлений составит полное сопротивление (которое иногда называют — импеданс).
Для очень больших частот активное сопротивление уже не будет играть роли в силу своей малости по сравнению с реактивным сопротивлением. Важным будет волновое сопротивление, определяемое как корень квадратный из отношения емкости к индуктивности.

 Профиль  
                  
 
 Re: Явления при стекании тока в землю
Сообщение24.02.2011, 11:03 


20/12/09
1527
Ponchik в сообщении #416502 писал(а):
Сопротивление заземления и даже проводов для вч тока будут существенно другими чем для нч и постояного токов, т.к. важную роль будут играть ёмкостное и индуктивное сопротивления. Геометрическая сумма активного, идуктивного и ёмкостного сопротивлений составит полное сопротивление (которое иногда называют — импеданс).

Ок. Спасибо.

-- Чт фев 24, 2011 11:08:27 --

Снимаю возражения против того, что написал vek88 - все правильно, хотя и не очень подробно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Явления при стекании тока в землю
Сообщение24.02.2011, 13:46 


15/10/09
1344
Вот и славно, пам-па-рам.

Спасибо, Ponchik за подробные разъяснения скин-эффекта. У меня бы терпения не хватило на это.

ЗЫ. Из далекого радиолюбительского детства вспоминаю радиолюбительский трюк по серебрению медного провода (для улучшения качества колебательных контуров на СВЧ). Брали обычную фотобумагу, мочили в фиксаже и натирали этой фотобумагой чистый медный провод. Очень неплохо он покрывался серебром.

 Профиль  
                  
 
 Re: Явления при стекании тока в землю
Сообщение25.02.2011, 20:08 


15/10/09
1344
Блин!

А сколько бы процентов набежало ... за полвека?

Знал бы - так и мочил бы.

Сейчас грамм серебра - более 31 руб.

ЗЫ. Вы че, смеетесь? На самом деле - так и есть. Четыре года назад уходил на пенсию - коллеги подарили слиток - 1 кг серебра - ну вот я и разбогател - офигенно.

Офигенный ЗЫ. Смотрю - все на проводе - попробуй не ответить конибудь.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 237 ]  На страницу Пред.  1 ... 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ... 16  След.

Модераторы: photon, profrotter, Парджеттер, 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