Электронергия течет внутри провода или снаружи?

[reformator]

Энергия течет внутри провода или снаружи?

Понятно, что электрический ток создает электромагнитное поле вокруг проводника с током.
1) бОльшая часть электроэнергии будет внутри проводника или снаружи?
2) Как это зависит ли этот от толщины провода и толщины изоляции на проводе?
3) Стоит ли заморачиваться, когда переплетаются изолированные провода? (почему-то мне кажется, что нет, если изоляция хорошая).

Я конечно понимаю, что передается электромагнитный имплульс со скоростью, сопоставимой со скоростью света. И что-то читал про вектор Пойнтинга и уравнения Максвелла. Но в таких бытовых вопросах я часто туплю. Как говорится - слышал звон, но не знаю - где он=)

[EUgeneUS]

reformator в сообщении #1619342 писал(а):

Энергия течет внутри провода или снаружи?

Снаружи и немного (насколько проникает электрическое поле в толщу металлического проводника) внутри.

Вот тут умный человек читает лекцию на 2 часа, как правильно разводить кроликов печатные платы.
Лекция хорошая, кстати.
Что меня поразило, так то, что он уже являясь профессионалом в электронике и работая в компании, которая разрабатывала авиаонику, этого не понимал (сейчас-то понимает).

[realeugene]

reformator
Электротехнику лучше изучайте по учебникам электротехники. В них уравнения Максвелла уже адаптированы в виде законов Кирхгофа, так, чтобы не нужно было заморачиваться распространением низкочастотных электромагнитных полей и векторами Пойнтинга. Тем, чего в учебниках электротехники нет, вам заморачиваться не нужно.

[LLeonid3]

Для квартирной проводки и частоте $50$ Гц глубина проникновения электро-поля в медном проводе $9.3$ мм, а для алюминиевой $11.7$ мм. Так что при диаметре жил проводки менее $20$ мм можно не беспокоиться.

[reformator]

LLeonid3 в сообщении #1619347 писал(а):

Для квартирной проводки и частоте $50$ Гц глубина проникновения электро-поля в медном проводе $9.3$ мм, а для алюминиевой $11.7$ мм. Так что при диаметре жил проводки менее $20$ мм можно не беспокоиться.

То есть, если провод от микрофона переплести с проводом от зарядки ноутбука, а также проводом от микроволновки, проводом от электрического чайника, проводом от электрического фена и стиральной машины и миксера и затем все одновременно запустить, то ничего плохого с клубком проводов, а точнее с электронными устройствами не произойдет (при отсутсвии оголенных проводов)?

[EUgeneUS]

LLeonid3
беспокоиться о чем?

[reformator]

EUgeneUS в сообщении #1619351 писал(а):

беспокоиться о чем?

О том, что можно испортить электротехнику=)

[sergey zhukov]

reformator
А вот в трансформаторе тоже изолированные провода "просто переплетены".

[мат-ламер]

Присоединяюсь к вопросу.

EUgeneUS в сообщении #1619343 писал(а):

Снаружи и немного (насколько проникает электрическое поле в толщу металлического проводника) внутри.

Какие частоты вы имеете в виду? У меня тут практический интерес. Допустим нужно подвести сигнал к акустическим системам. И тут некоторые товарищи в интернетах утверждают, что уже на звуковых частотах вместо одного толстого провода лучше взять многожильный. Мол потери будут меньше.

[EUgeneUS]

мат-ламер в сообщении #1619364 писал(а):

Присоединяюсь к вопросу.

Ваш вопрос существенно отличается от вопроса ТС. Следует завести отдельную тему.

[Dmitriy40]

LLeonid3 в сообщении #1619347 писал(а):

Для квартирной проводки и частоте $50$ Гц глубина проникновения электро-поля в медном проводе $9.3$ мм,

Вики говорит что это не совсем правда: это не глубина проникновения поля в бытовом смысле (мол глубже поле нулевое), а глубина, на которой плотность тока убывает в $e$ раз. Но не до нуля.
Вывод об несущественности в практике это лишь усиливает.

мат-ламер в сообщении #1619364 писал(а):

У меня тут практический интерес. Допустим нужно подвести сигнал к акустическим системам. И тут некоторые товарищи в интернетах утверждают, что уже на звуковых частотах вместо одного толстого провода лучше взять многожильный. Мол потери будут меньше.

Формально потери да, будут меньше. Практически - никто и никогда этого не заметит.
Смотрите, основная мощность звукового сигнала сосредоточена ниже 1кГц (если сомневаетесь - посмотрите на соотношение мощностей НЧ и ВЧ динамиков в многополосных акустических системах), для такой частоты уменьшение плотности тока в $e$ раз в меди будет на глубине 2.1мм. Возьмём динамики мощностью 50Вт (больше в домашних условиях просто не нужно) сопротивлением 4Ом на удалении 5м, чтобы потери признать несущественными можно принять сопротивление двух проводов до 0.1Ом, для длины в 10м (два по 5м) это отвечает сечению 1.8.кв.мм или диаметру 0.85мм. Для такой толщины его "эффективная толщина" на частоте 1кГц из-за скин-эффекта будет 0.63мм, в 1.36 раз меньше, т.е. реальное сопротивление 0.136Ом. Потери вырастут на 36% от желаемых 2.5% и составят 3.4%. Вот эти дополнительные 0.9% потерь (т.е. что пиковая мощность на частотах около 1кГц не 48.75Вт, а всего лишь 48.3Вт, ну-ну!) при расчётных 2.5% Вы и собираетесь заметить (на слух и нагрев на ощупь) ... На самом деле реальные потери будут ещё в несколько раз меньше из-за более низких частот - чтобы >90% мощности было на частотах порядка 1кГц и выше - это писк, а не звук, в нормальных звуках много НЧ компонент, да плюс эти вот писки ещё и на полной мощности в 50Вт ... А на 10Вт мощности Вы собираетесь услышать (или нащупать) потери заметно меньше 0.1Вт ... Ну-ну. Фричерство всё это.
Нет, если прям так важен каждый процент потерь и каждый милливатт, то возьмите провод в те же 1.36 (ну даже в 1.7) раза больше сечением, не 1.8кв.мм, а 2.5кв.мм или сразу 3кв.мм, т.е. диаметром 1.0мм или 1.1мм соответственно. Разница в цене провода между 1.8кв.мм и даже 3кв.мм составляет процентов 30.
Другое дело что многожильный тупо удобнее прокладывать - он мягче на изгиб (но и хуже держит приданную форму).

[EUgeneUS]

Dmitriy40 в сообщении #1619373 писал(а):

Вики говорит что это не совсем правда:

Скин-слой - про плотность тока, а вопрос был про напряженность поля. Почему-то LLeonid3 смешал в это в кучу, а про закон Ома $\mathbf{j}= \mathbf{E} \sigma$, где $\sigma$ - удельная проводимость, забыл.

Dmitriy40 в сообщении #1619373 писал(а):

Формально потери да, будут меньше.

Формально потери будут ровно такими же.
Потому что многожильный провод - это провод, состоящий из какого-то количества неизолированных между собой жил, формально.
А то, что (возможно) подразумевает мат-ламер, называется "литцендрат". Но это не точно, что он подразумевает именно это.

[Dmitriy40]

EUgeneUS
О, вот я лажанулся, Вы правы про литцендрат, спасибо, я почему-то про него и подумал. Ну значит тем более смысла не имеет.

[EUgeneUS]

Dmitriy40 в сообщении #1619373 писал(а):

это отвечает сечению 1.8.кв.мм или диаметру 0.85мм.

Тут ошибка. Если диаметр меньше миллиметра, то площадь не может быть больше миллиметра квадратного, ибо квадратный миллиметр покрывает такой круг, как бык овцу как Красноярский край Францию.

[Dmitriy40]

EUgeneUS в сообщении #1619389 писал(а):

Тут ошибка.

И снова правы. Не там на $\pi$ поделил. Должно быть 1.51мм диаметром. Все мои выкладки в топку.