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, 2, 3, 4, 5  След.
 
 Re: Электронергия течет внутри провода или снаружи?
Сообщение23.11.2023, 22:19 
Заслуженный участник


20/08/14
11687
Россия, Москва

(Оффтоп)

EUgeneUS
Наводка прилетела от киловаттного импульсного блока питания другой фигни. Чьи 230В провода шли в том же кабель-канале из общего щитка (БП 24В был в щитке). Были ли пары скручены именно в этих случаях не уверен, но скрутку 24В пары делали, не помогает (девайс когда не сгорает, тогда просто глючит/сбивается). Экран для 24В пары (использовали экранированный UTP-5, не помню точное обозначение) тоже не помогает, но тут не уверен что экран правильно подключили. Не ожидал что наводки не лягут на входной ёмкости в десяток мкФ (0.5А DC-DС на плате столько достаточно, впрочем и электролит 100мкФ не помогал). В итоге пришлось менять/дорабатывать входную цепь питания (к сожалению разработчик девайса как раз я).

Из перечисленного оборудования наводки могут генерить любые с движками, но фен и миксер вряд ли мощнее ватт 300, а вот стиралка ... Там конечно давно уже (а)синхронные движки с электронным управлением, но как-то не очевидно что не будет бросков тока.
Но согласен, из перечисленного ничего не сгорит. Всё же по входу 230В защита для электроники обязательна (даже у китайских поделок, благо недорога), а что-то мощное плевало на наводки.
Наверное зря я опять влез не по делу.

 Профиль  
                  
 
 Re: Электронергия течет внутри провода или снаружи?
Сообщение23.11.2023, 23:13 
Аватара пользователя


11/12/16
13811
уездный город Н
Dmitriy40

(Оффтоп)

Dmitriy40 в сообщении #1619446 писал(а):
Наверное зря я опять влез не по делу.

Нисколько не зря. Зачастую в погоне за категоричными формулировками не расписываю подробно - в каких условиях они верны. А раз уж Вы заметили, что не во всех, то у других (некоторых) читателей уж тем более в таких случаях может сложится неверное представление.

Dmitriy40 в сообщении #1619446 писал(а):
Там конечно давно уже (а)синхронные движки с электронным управлением, но как-то не очевидно что не будет бросков тока.

Ну, искрение щёток, ну, включение ТЭНа, всё это шум в эфир, а не угроза соседнему прибору.

Dmitriy40 в сообщении #1619446 писал(а):
Всё же по входу 230В защита для электроники обязательна (даже у китайских поделок, благо недорога), а что-то мощное плевало на наводки.

Это, да. Но это от других неприятностей, не от наводок от проводов соседней стиралки.

Dmitriy40 в сообщении #1619446 писал(а):
Наводка прилетела от киловаттного импульсного блока питания другой фигни. Чьи 230В провода шли в том же кабель-канале из общего щитка (БП 24В был в щитке).

Насколько понимаю, 230 В киловаттного БП и 24В гальванически развязаны. Тогда наводки "по земле" должны быть исключены.

Dmitriy40 в сообщении #1619446 писал(а):
Экран для 24В пары (использовали экранированный UTP-5, не помню точное обозначение) тоже не помогает, но тут не уверен что экран правильно подключили.


Экран и не поможет. Он помогает от наводок электрическим полем, а не магнитным. А это короткие иголки через паразитные дифф-цепи. Беда для сигнала и ничто для питания.

Dmitriy40 в сообщении #1619446 писал(а):
(использовали экранированный UTP-5, не помню точное обозначение)

А вот то, что витая пара не помогла - это действительно странно.

Dmitriy40 в сообщении #1619446 писал(а):
Не ожидал что наводки не лягут на входной ёмкости в десяток мкФ (0.5А DC-DС на плате столько достаточно, впрочем и электролит 100мкФ не помогал).

Видимо, пик был очень крутым, электролиты не сработали из-за высокой индуктивности. Он и лёг на керамике поэтому.

Dmitriy40 в сообщении #1619446 писал(а):
Были ли пары скручены именно в этих случаях не уверен,

Тут кстати есть нюанс. Если одна пара скручена, а другая нет, то наводок будет меньше, чем если бы были скручены обе в одну сторону. Особенно, если скрутка с одним и тем же шагом, тогда совсем плохо будет, почти как будто и нет скрутки. Поэтому в UTP все пары крутят с разным шагом.

ИМХО, проблема в киловаттном БП. Не должен он так срать в сеть.

 Профиль  
                  
 
 Re: Электронергия течет внутри провода или снаружи?
Сообщение24.11.2023, 00:24 
Заслуженный участник


20/08/14
11687
Россия, Москва
EUgeneUS

(Оффтоп)

EUgeneUS в сообщении #1619449 писал(а):
Насколько понимаю, 230 В киловаттного БП и 24В гальванически развязаны.
Разумеется. БП какой-то стандартный для пром.электроники.
EUgeneUS в сообщении #1619449 писал(а):
Экран и не поможет. Он помогает от наводок электрическим полем, а не магнитным. А это короткие иголки через паразитные дифф-цепи. Беда для сигнала и ничто для питания.
А вот в магнитности наводок я не очень уверен: киловаттный бп выдаёт постоянные 30кВ на выходе (частота преобразования порядка 50кГц) и провода там без экранов и фильтров, в эфире срань жуткая, но хоть не в том же кабель-канале и то хлеб. Может ли это навестись на 5м проводов до щитка - без понятия, по ощущениям - может. Другое дело я не понимаю почему всё что наводится из эфира не ложится на ёмкостях, ведь иголки там максимум микросекундные, а скорее доли мкс, на порядок-два выше частоты коммутации. Керамика на этих частотах ещё вполне себе ёмкость, пусть даже и в разы меньше номинала, но для таких коротких иголок должно хватать.
EUgeneUS в сообщении #1619449 писал(а):
Поэтому в UTP все пары крутят с разным шагом.
В курсе. Но по UTP пустили лишь 24В, не 230В конечно, там-то нормальный силовой кабель, а у них шаг скрутки за десяток см вроде бы.
EUgeneUS в сообщении #1619449 писал(а):
ИМХО, проблема в киловаттном БП. Не должен он так срать в сеть.
Китайцы ... Там на входе кроме варистора (точнее tvs диода) и полумостовых кондёров собственно и нет ничего фильтрующего. Видимо считают "промышленному оборудованию чихать на помехи" ...

Ладно, проблему решили, причём как обычно не разобравшись в причинах, но симптомы исчезли и заказчика устроило. Так что пожалуй закруглимся.

 Профиль  
                  
 
 Re: Электронергия течет внутри провода или снаружи?
Сообщение24.11.2023, 00:50 


30/01/18
632

(Оффтоп)

Лет 25 назад имел дело примерно с 500 устройствами, подключёнными по интерфейсу RS-232, располагающихся в разных офисных помещениях.
Длина этих линий передачи данных была в среднем 20 метров. И обычно проходили эти линии передачи в отдельном коробе, параллельно коробу с силовыми кабелями 220в.
Расстояние между кабелями 220в и линиями передачи данных было ~ 5см.
Проводка линий передачи данных была выполнена четырёхжильным телефонным проводом, типа "лапша". Скорость была установлена 19200 бод.
Работало это всё годами, и ничего не сбоило, и интерфейсы RS-232 из строя не выходили.

 Профиль  
                  
 
 Re: Электронергия течет внутри провода или снаружи?
Сообщение24.11.2023, 15:16 


27/08/16
10151
В быту не может быть ничего плохого. Проблемы могут быть на производстве, где бывают пуски мегаватных электроустановок. Ну или если молния ударит, там шаговое напряжение может и человека убить.

 Профиль  
                  
 
 Re: Электронергия течет внутри провода или снаружи?
Сообщение24.11.2023, 16:48 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
5233
ФТИ им. Иоффе СПб
EUgeneUS в сообщении #1619343 писал(а):
Снаружи и немного (насколько проникает электрическое поле в толщу металлического проводника) внутри.
А это не так. Внутри проводника с постоянным током $I$ есть постоянное электрическое и магнитное поле. Магнитное поле элементарно считается для круглого прямого проводника. В таком проводнике все силовые линии - окружности что снаружи, что внутри.
Проинтегрируем уравнение
$$\operatorname{rot}H=\frac{4\pi}{c}j$$
по площади такой окружности радиуса $r\le R$ ($R$ -- радиус провода), воспользуемся тем, что $j=\frac{I}{\pi R^2}$ и получим
$$H=\frac{2I}{cR}r.$$
Вектор Пойнтинга $S=\frac{c}{4\pi}\[E\times H\]$ будет направлен по радиусу провода и равен
$$S=\frac{EIr}{2\pi R^2}.$$
Это работает вплоть до поверхности провода. Через поверхность провода длиной $L$ в единицу времени протекает энергия
$$S2\pi R L=\frac{EIR}{2\pi R^2}2\pi RL=IEL=IU,\, \text{где}\, U=EL.$$
Эту энергию и можно извлечь из этого куска и пустить на нужды народного хозяйства.

 Профиль  
                  
 
 Re: Электронергия течет внутри провода или снаружи?
Сообщение24.11.2023, 17:07 
Аватара пользователя


11/12/16
13811
уездный город Н
amon в сообщении #1619601 писал(а):
Эту энергию и можно извлечь из этого куска и пустить на нужды народного хозяйства.


Меня гложут смутные сомнения, что Вы ошиблись с направлением вектора Пойтинга.
Если из цилиндрического куска проводника энергия уходит через поверхность, то откуда она там берётся?
Попадать через торцы она не может - выберем торцы, перпендикулярные $\mathbf{j}$, а значит и $\mathbf{E}$.

Поэтому электромагнитная энергия течет не из проводника, а в проводник, и там превращается в тепло на омическом сопротивлении.

 Профиль  
                  
 
 Re: Электронергия течет внутри провода или снаружи?
Сообщение24.11.2023, 17:21 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
5233
ФТИ им. Иоффе СПб
EUgeneUS в сообщении #1619603 писал(а):
Меня гложут смутные сомнения, что Вы ошиблись с направлением вектора Пойтинга.
Направление должно быть внутрь провода. Я считал только модуль.

 Профиль  
                  
 
 Re: Электронергия течет внутри провода или снаружи?
Сообщение24.11.2023, 17:28 
Аватара пользователя


22/07/11
850
amon в сообщении #1619606 писал(а):
Направление должно быть внутрь провода.

Вдоль, если провод без потерь. А если с потерями, то есть нормальная составляющая внутрь.

 Профиль  
                  
 
 Re: Электронергия течет внутри провода или снаружи?
Сообщение24.11.2023, 17:37 


05/09/16
12038
Amw в сообщении #1619607 писал(а):
Вдоль, если провод без потерь.

Если провод без потерь, то он везде эквипотенциальный и электрическое поле ($\vec E$) ноль?

 Профиль  
                  
 
 Re: Электронергия течет внутри провода или снаружи?
Сообщение24.11.2023, 17:38 
Аватара пользователя


11/12/16
13811
уездный город Н
amon в сообщении #1619606 писал(а):
Направление должно быть внутрь провода.


А если направление внутрь, то использовать это в народном хозяйстве можно только для обогрева темными зимними вечерами.

-- 24.11.2023, 17:39 --

wrest в сообщении #1619608 писал(а):
Если провод без потерь, то он везде эквипотенциальный и электрическое поле ($\vec E$) ноль?


ага. Поэтому и нет перетока энергии в-из провода через его поверхность.

-- 24.11.2023, 17:42 --

Amw в сообщении #1619607 писал(а):
Вдоль, если провод без потерь.


Это снаружи провода.
Если провод без потерь, то энергия через него не течёт вообще.

 Профиль  
                  
 
 Re: Электронергия течет внутри провода или снаружи?
Сообщение24.11.2023, 17:47 
Аватара пользователя


22/07/11
850
EUgeneUS в сообщении #1619609 писал(а):
Это снаружи провода.
Ну не внутри же...

 Профиль  
                  
 
 Re: Электронергия течет внутри провода или снаружи?
Сообщение24.11.2023, 18:19 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
5233
ФТИ им. Иоффе СПб
EUgeneUS в сообщении #1619609 писал(а):
если направление внутрь, то использовать это в народном хозяйстве можно только для обогрева темными зимними вечерами.
Может, для обогрева, может - лампочкой светит, это не суть важно. Важно, что получается стандартная электротехническая формула для мощности $W=IU,$ и эта мощность поступает снаружи. Для батарейки мощность уходит из батарейки, в ней ток течет против электрического поля, и направление вектора Пойнтинга за счет изменения знака $H$ меняется на противоположное. То есть, энергия вылетает из батарейки, болтается где-то в пространстве, потом возвращается в провод.
Amw в сообщении #1619607 писал(а):
Вдоль, если провод без потерь. А если с потерями, то есть нормальная составляющая внутрь.
В реальном проводе с постоянным током (сверхпроводники - другая песня) есть постоянное электрическое поле. Оно создается зарядом на поверхности провода, что периодически переоткрывается раньше латиноамериканскими, а нынче - китайскими учеными, и направлено вдоль провода. Магнитное поле перпендикулярно току, вектор Пойнтинга перпендикулярен и тому, и другому, и, значит, направлен перпендикулярно поверхности провода то ли внутрь, то ли наружу.

 Профиль  
                  
 
 Re: Электронергия течет внутри провода или снаружи?
Сообщение24.11.2023, 20:02 
Аватара пользователя


22/07/11
850
amon в сообщении #1619624 писал(а):
В реальном проводе с постоянным током (сверхпроводники - другая песня) есть постоянное электрическое поле. Оно создается зарядом на поверхности провода, что периодически переоткрывается раньше латиноамериканскими, а нынче - китайскими учеными, и направлено вдоль провода. Магнитное поле перпендикулярно току, вектор Пойнтинга перпендикулярен и тому, и другому, и, значит, направлен перпендикулярно поверхности провода то ли внутрь, то ли наружу.

реальном проводе с постоянным током... ...есть постоянное электрическое поле. Оно создается зарядом на поверхности провода... ...и направлено вдоль..." перпендикулярно поверхности провода для сверхпроводника и чуть наклонено в сторону нагрузки для реального проводника (за счет разности потенциалов вдоль). Вектор Пойнтинга направлен по касательной к поверхности вдоль проводника, если потерь в нет и чуть "зарывается" в проводник с потерями.
Изображение

 Профиль  
                  
 
 Re: Электронергия течет внутри провода или снаружи?
Сообщение24.11.2023, 22:33 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
5233
ФТИ им. Иоффе СПб
Amw, на картинке нарисовано поле снаружи (причем, не правильно, провод заряжается неоднородно), а я писал о том, что внутри, вплоть до поверхности.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 64 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.

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