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




 
 Действует ли эффект близости на постоянном токе
Сообщение05.03.2010, 18:07 
Аватара пользователя
Известен эффект близости (proximity effect) в индуктивных элементах, заключающийся в том, что из-за взаимной индукции витков катушки индуктивности (трансформатора и т.п.) плотность тока в витке перераспределяется, чем вызывается увеличение эквивалентного сопротивления проводника.
Формула Доуэлла выражает приращение сопротивления на переменном токе по сравнению с сопротивлением на постоянном токе. Но остается непонятным, влияет ли эффект близости на сопротивление на постоянном токе.
Ведь существует сила ампера, действующая на проводники с постоянным током. Точнее, сила действует не на сами проводники, а на заряды, перемещающиеся в проводнике, и уже из этих сил складывается сила Ампера. Значит даже при постоянном токе в двух параллельных проводниках распределение тока в них не будет равномерным?
То есть здесь плотность тока будет больше на внутренних частях проводника, чем внешних?

Изображение

Понятно, что эффект близости вызывается не только магнитным полем, но и вихревыми токами, и на постоянном токе этой составляющей не будет. Но составляющая от магнитного поля остается. Где я не прав?

Второй вопрос

Теперь представим что в левом проводнике течет постоянный ток $I_1$, а в правом - переменный $I_2$.
При этом в левом будут наводиться вихревые токи. В среднем плотность постоянного тока не будет изменяться, но в каждый момент времени распределение плонтости тока $j_1$ по сечению будет неравномерным, поэтому и в этом случае сопротивление проводника по постоянному току вырастет.
Также должно вырастать сопротивление по постоянному току под действием переменной составляющей тока в том же проводнике.

С другой стороны такой ереси я нигде не встречал, и везде в электротехнике сопротивление постоянному току - постоянная величина, и более того в эквивалентных схемах замещения рассматриваются эквивалентные сопротивления $R\left( f_i \right)$ для каждой частоты, и считается что эквивалентное сопротивление на $i$-ой частоте не зависит от того,какие токи мы имеем на всех остальных частотах.

С третьей стороны я измерял отношение ${{{U_{DC}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{U_{DC}}} {{I_{DC}}}}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} {{I_{DC}}}}$ при треугольном токе с постоянной составляющей в дросселе, и никакой зависимости от частоты не заметил, то есть из эмпирических данных вывести факт наличия влияния вихревых токов на сопротивление постоянному току нельзя, значит либо у меня недостаточная точность приборов, либо рассуждение не верно, и вихревые токи не влияют на сопротивление постоянному току. Но почему не влияют, где рассуждение содержало ошибку?

 
 
 
 Re: Действует ли эффект близости на постоянном токе
Сообщение06.03.2010, 09:34 
Finarfin в сообщении #294893 писал(а):
Понятно, что эффект близости вызывается не только магнитным полем, но и вихревыми токами, и на постоянном токе этой составляющей не будет. Но составляющая от магнитного поля остается. Где я не прав?

Просто это разные эффекты. Перераспределение токов при наличии магнитного поля -- это эффект Холла, и он есть всегда, в т.ч. и при постоянном токе. Вихревые же токи -- это совсем другое, это дополнительные токи, возбуждаемые из-за ЭДС индукции при переменном магнитном поле. Первый эффект на фоне второго малозаметен.

 
 
 
 Re: Действует ли эффект близости на постоянном токе
Сообщение07.03.2010, 12:20 
Аватара пользователя
Понятно. Причем эффекту Холла будет противодействовать сила Кулона (не пристало честным электронам собираться на одну сторону проводника).

Ну а как быть с Вторым вопросом (хотя он и не соответсвует названию темы, я просто не придумал как назвать тему, чтобы отхватить оба вопроса). Если у нас течет в одном проводнике постоянный, а в другом - переменный ток. Или в одном проводнике течет переменный ток с постоянной составляющей - будут ли влиять вихревые токи на сопротивление по постоянному току, ведь в каждый момент времени распределение плотности тока по сечению провода неравномерно.

 
 
 [ Сообщений: 3 ] 


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