Портал для радиолюбителей и разработчиков электроники · с 2003 годаРеклама на сайте
Найти компонент, схему или даташит

Даташиты, справочник отечественных приборов, схемы с разбором и живой форум

Источники питания и свет Актуальные вопросы и ответы по источникам питания, световому оборудованию.

 
Опции темы

Поверхностный эффект или скин-слой

Непрочитано 13.02.2009, 19:00  
krian
Прописка
 
Регистрация: 26.07.2004
Сообщений: 275
Сказал спасибо: 21
Сказали Спасибо 62 раз(а) в 28 сообщении(ях)
krian на пути к лучшему
По умолчанию Поверхностный эффект или скин-слой

Известно, что на высоких частотах ток вытесняется из проводника и распределяется по поверхности за счет ЭМ поля (рис.1). Скин-слоем принято считать толщину на которой ток уменьшается в е раз. Но когда провод свернут в спираль, возникает еще и эффект близости (рис.2). Соседние провода тоже влияют друг на друга и распределение тока приобретает серповидную форму, т.е. эффективное сечение уменьшается еще больше.
А как будет распределяться ток, если эти витки намотаны литцендратом (жгутом проводов) (рис.3) или лентой (рис.4)? Не вытесняется ли ток настолько, что внутренние проводники жгута не участвуют в передаче тока? Тот же вопрос про ленту. Если один слой - понятно, ток вытесниться к поверхности. А если несколько слоев ленты? Как тут сработает эффект близости?

-- Прилагается рисунок: --

Реклама:
krian вне форума  
Непрочитано 17.02.2009, 13:14  
Elf
Прописка
 
Регистрация: 15.04.2005
Сообщений: 256
Сказал спасибо: 1
Сказали Спасибо 4 раз(а) в 4 сообщении(ях)
Elf на пути к лучшему
По умолчанию

Теоретически- фиг знает, могу сказать исключительно практически.
До 10 килогерц примерно влияние скин-эффекта незаметно, мотаем в один провод.
Выше, а особенно в районе 100 килогерц и больше- литц дает солидное снижение температуры по сравнению с одиночным проводом. Естессно, чем больше количество жил, тем лучше. Используем для 50к- 3-5 проводов, выше- до 15.
Elf вне форума  
Непрочитано 17.02.2009, 14:12  
tauP10
Почётный гражданин KAZUS.RUN
 
Регистрация: 26.08.2006
Сообщений: 1,404
Сказал спасибо: 1
Сказали Спасибо 89 раз(а) в 69 сообщении(ях)
tauP10 на пути к лучшему
По умолчанию

Цитата:
Не вытесняется ли ток настолько, что внутренние проводники жгута не участвуют в передаче тока?
а куда ток денется из внутренних проводов? они ж изолированные. Вот если не изолированные , как в обычных проводах для розеток и силовой проводки, тогда из внутренних жил побежит наружу на ВЧ.
Тоже самое и в слоях ленты , слои изолированы?


Скин слой на 100 кГц синуса имеет толщину в меди примерно 0,21 мм. Поэтому провода диам 0,4 мм еще эффективны.
tauP10 вне форума  
Непрочитано 17.02.2009, 14:16  
pilgrimbg
Прохожий
 
Регистрация: 20.07.2007
Сообщений: 1
Сказал спасибо: 0
Сказали Спасибо 0 раз(а) в 0 сообщении(ях)
pilgrimbg на пути к лучшему
По умолчанию

Диаметр провода надо будет


, сантиметр
pilgrimbg вне форума  
Непрочитано 17.02.2009, 20:14  
krian
Прописка
 
Регистрация: 26.07.2004
Сообщений: 275
Сказал спасибо: 21
Сказали Спасибо 62 раз(а) в 28 сообщении(ях)
krian на пути к лучшему
По умолчанию

Сообщение от tauP10
а куда ток денется из внутренних проводов? они ж изолированные. Вот если не изолированные , как в обычных проводах для розеток и силовой проводки, тогда из внутренних жил побежит наружу на ВЧ.
Тоже самое и в слоях ленты , слои изолированы?
Слои то изолированные и провода тоже. Но распределение тока, как на рис.1 (см. выше) справедливо только для прямолинейного провода. Как только его свернули в спираль, то поле возникающее внутри спирали складывается с полем условного элементарного витка внутри спирали и вычитается снаружи. Так что эффект близости справедлив и для изолированных проводов.
У меня почему сомнение? Ведь изначально литцендрат придумали для катушек длинно- и средневолнового диапазона. Именно для снижения потерь в индуктивности. Сейчас частоты импульсных источников эти частоты уже перекрыли. Так вот литцендрат представлял собой не жгут, а тонкие провода, навитые на гибкую трубку или шнур из изоляционного материала, а из этого уже мотали катушку с шагом (не виток к витку) в один слой. Вот я и думаю, не просто ж так люди это делали? Стандартный литцендрат выпускался в матерчатой оплетке, что тоже обеспечивало определенные зазоры при намотке. Почему он представлял собой жгут, а не вышеупомянутую конструкцию - не знаю. Какой зазор достаточен для уменьшения эффекта близости - это еще вопрос. Но я думаю он необходим принципиально.

А за графики спасибо.
krian вне форума  
Непрочитано 18.02.2009, 00:39  
tauP10
Почётный гражданин KAZUS.RUN
 
Регистрация: 26.08.2006
Сообщений: 1,404
Сказал спасибо: 1
Сказали Спасибо 89 раз(а) в 69 сообщении(ях)
tauP10 на пути к лучшему
По умолчанию

Сообщение от krian
Как только его свернули в спираль, то поле возникающее внутри спирали складывается с полем условного элементарного витка внутри спирали и вычитается снаружи. Так что эффект близости справедлив и для изолированных проводов.
зря Вы впутали в этот непростой вопрос еще и спираль.
Цитата:
спираль — это кривая, которая огибает некоторую центральную точку или ось, постепенно приближаясь или удаляясь от неё, в зависимости от направления обхода кривой.
А если говорите о поле внутри цилиндрической катушки, то внутри неё поля индивидуальных витков складываются с полем катушки , точно также как и снаружи.
Поэтому считаю что для изолированных проводов подобное обоснование справедливости эффекта близости , имхо, необосновано. Кстати литцендрат по своим свойствам хорошо справляется не только со скин-эффектом но и с эффектом близости.

Сообщение от krian
Так вот литцендрат представлял собой не жгут, а тонкие провода, навитые на гибкую трубку или шнур из изоляционного материала, а из этого уже мотали катушку с шагом (не виток к витку) в один слой. Вот я и думаю, не просто ж так люди это делали? Стандартный литцендрат выпускался в матерчатой оплетке, что тоже обеспечивало определенные зазоры при намотке. Почему он представлял собой жгут, а не вышеупомянутую конструкцию - не знаю.
Жжёте, про жгут - не жгут.
Полый литцендрированный жгут никада не видал. Разве в коаксиальных кабелях, но там жила по центру всегда была.

А то что мотали не виток к витку - то да, не просто так, а с целью уменьшить собцтвенную ёмкость катушки, чтобы увеличить перекрытие по диапазону входногогетерогенного контура.
tauP10 вне форума  
Непрочитано 20.02.2009, 15:36  
krian
Прописка
 
Регистрация: 26.07.2004
Сообщений: 275
Сказал спасибо: 21
Сказали Спасибо 62 раз(а) в 28 сообщении(ях)
krian на пути к лучшему
По умолчанию

[
Цитата:
спираль — это кривая, которая огибает некоторую центральную точку или ось, постепенно приближаясь или удаляясь от неё, в зависимости от направления обхода кривой.
Так бывают же ж и цилиндрические спирали..., а также плоские, конические, параболические, сферические. Что то Вы не там определение смотрели, tauP10.

Намотку с шагом применяют не только для уменьшения собственной емкости, но и для увеличения добротности за счет того, что если витки раздвинуты, то эффект близости проявляется меньше и эффективная площадь сечения увеличивается. Кроме того, контурные катушки с шагом имеют большую стабильность при прочих равных условиях.

Но я не об этом. Эффект близости не я придумал. Помнится, еще в институте проходили и даже в каком-то учебнике я его видел. Давно это было. Если найду, ссылку опубликую. Там было физическое объяснение его возникновения и я его не помню, поэтому не могу сейчас объяснить.
У меня просто вертится в голове сомнение насчет эффективности внутренних проводников литцендрата, которым мотают дроссели и трансформаторы ИИП. Вот и хочу до истины докопаться.
А литцендрат хитрой вышеописанной конструкции был применен в реальной аппаратуре. Наверно (или может быть) кто-то проводил соответствующие эксперименты, прежде чем усложнять серийную продукцию.
krian вне форума  
Непрочитано 20.02.2009, 16:23  
alxchep
Почётный гражданин KAZUS.RUN
 
Аватар для alxchep
 
Регистрация: 29.01.2007
Адрес: Пермский край
Сообщений: 1,660
Сказал спасибо: 417
Сказали Спасибо 1,422 раз(а) в 540 сообщении(ях)
alxchep на пути к лучшему
По умолчанию

Если вас интересуют ИБП с частотой до 100 кГц, смело используйте литцендрат (если требуется именно он). Расстояния между проводов образованного лаком должно хватить. Если опасаетесь, сделайте свой литцендрат из 7 проводов ПЭЛШО, ткань даст дополнительное расстояние.
alxchep вне форума  
Непрочитано 20.02.2009, 18:04  
tauP10
Почётный гражданин KAZUS.RUN
 
Регистрация: 26.08.2006
Сообщений: 1,404
Сказал спасибо: 1
Сказали Спасибо 89 раз(а) в 69 сообщении(ях)
tauP10 на пути к лучшему
По умолчанию

Сообщение от krian
У меня просто вертится в голове сомнение насчет эффективности внутренних проводников литцендрата, которым мотают дроссели и трансформаторы ИИП. Вот и хочу до истины докопаться.
Это здорово, копаться к истине

http://en.wikipedia.org/wiki/Skin_effect
Цитата:
Litz wire is often used in the windings of high-frequency transformers, to increase their efficiency by mitigating both skin effect and, more importantly, proximity effect.
http://en.wikipedia.org/wiki/Proximity_effect_(electromagnetism)

http://de.wikipedia.org/wiki/Proximity-Effekt

Удачи !
tauP10 вне форума  
 
Опции темы

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.

Быстрый переход

Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Странный эффект при работе от медно-цинкового источника тока fobos_666 Электроника - это просто 7 15.07.2014 23:33
Звукопоглощающий слой в колонках Falconist Аудиотехника 9 06.11.2008 01:09
P-CAD 2004, PCB: нижний слой на двухслойной плате. poiuyt Proteus, KiCAD и другие ECAD 4 08.05.2007 15:09
Нужна помощь новичку. Или я глючу, или Протеус или КодеВизио sns13 Микроконтроллеры, АЦП, память и т.д 25 12.11.2006 10:24
Эффект Эрли Mozart Информация по радиокомпонентам 3 28.12.2004 16:27


Часовой пояс GMT +4, время: 22:48.


Powered by vBulletin® Version 3.8.4
Copyright ©2000 - 2026, Jelsoft Enterprises Ltd.