|
| |
|
Слаботочка Книги 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [20] 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 которой понимают расстояние от поверхности провода, соответствующее уменьшению плотности тока по сравнению с максимальной в е раз (е = 2,718 - основание натуральных логарифмов). Для медного провода 6,67 бэ [см] = У![гц] Наблюдаемое в данном случае повышение э. д. с. самоиндукции сопровождается увеличением не только индуктивного, но и активного сопротивления провода. Это вызвано тем, что для прохождения переменного тока используется не все поперечное сечение провода А5, а лишь его поверхностный слой глубиной бэ, который уменьшается с ростом частоты.  Ur 1 Рис. 2.8. Реальная катушка индуктивности в цепи переменного тока. Активное сопротивление медного круглого провода диаметром d при частоте / больше омического сопротивления Го в = 0,0385d [см] fJ[г. в контурных катушках активное сопротивление возрастает за счет эффекта близости, сущность которого заключается в том, что в каждом витке катушки индуктируется дополнительная э. д. с, самоиндукции под влиянием магнитных полей соседних витков. Это еще более нарушает равномерность распределения тока по сечению провода. Большая часть тока в таких условиях проходит по той части поверхности провода, которая соприкасается с каркасом катушки, вследствие чего действующая поверхность сечения AS становится меньше и активное сопротивление катушки дополнительно возрастает. Одновременно с частотой возрастают и другие виды потерь в контуре: на излучение электромагнитных волн, в диэлектрике конденсатора и в каркасе катушки индуктивности. 62 Если учесть сопротивление потерь tl, то эквивалентная схема катушки индуктивности имеет вид рис. 2.8, а. В полученной схеме напряжение генератора распределяется между Lyi гс, соответственно изменяется и векторная диаграмма (рис. 2.8, б).
Рис. 2.9. Цепь конденсатора с потерями (а) и векторная диаграмма напряжений и токов в депи (б). Напряжение на сопротивлении Ur совпадает по фазе с током /, а напряжение на индуктивности Vl опережает его на 90°, в результате чего угол опережения по фазе напряжения генератора 0 относительно тока / оказывается меньше 90° и равен 90° - б/.. Дополнительный угол б/, называется углом потерь.
 Рис. 2.10. Цепь конденсатора с потерями (а) и векторная диаграмма напряжений и токов в цепи. Показателем потерь в катушке индуктивности может служить тангенс угла потерь tg6/, или обратная величина - добротность катушки Ql. Ur Ir, г, *gL= 777= = I(oL (oL (33) Потери в конденсаторе могут быть учтены с помощью сопротивления, которое по отношению к емкости С включается либо парал- лельно {Rc на рис. 2.9, а), либо последовательно (гс на рис. 2.10, а). В первом случае, как показано на схеме (рис. 2.9, а) и векторной диаграмме (рис. 2.9, б), ток генератора /i больше тока емкости без Uc потерь 1с = на величину тока в эквивалентном сопротивлении потерь конденсатора 1 = UclRc- Вследствие этого сдвиг по фазе между током и напряжением генератора фс становится меньше 90° на величину угла потерь бс. Тангенс этого угла равен .с [{с 1 с - ~ Rc Uc ~ (оС/?с * а добротность конденсатора Qc = -T = CRc. (34) 16. Шунтирование контура активным сопротивлением Иногда возникает необходимость искусственно увеличить эквивалентное сопротивление потерь в контуре. Поскольку в последовательном соединении сЬиС контура это сопротивление мало, подбор его осуществить трудно. На практике дополнительное сопротивление потерь выполняют в виде активного сопротивления Rjj, которое включают параллельно контуру Ь, С, Tl, Гс (рис. 2.11, а). Рассчитаем, какому последовательному (относительно Ь я С) активному сопротивлению Гщ эквивалентно параллельное сопротивление Rju Для этого временно исключим из схемы гь и Гс,имея в виду, что ri,<(oL и гс<С 1/сйС, т. е. будем считать, что Rш параллельно подключено непосредственно к L и С (рис. 2.11, б). Обозначим все эти параллельно включенные сопротивления большими буквами: ш = caL и Хс = 1/ыС. Затем из полученной схемы вынесем активное R и одно реактивное X сопротивления (рис. 2.11, б) для замены их эквивалентными последовательными сопротивлениями, которые обозначим малыми буквами Гш и л: (рис. 2.11, г). Обе схемы эквиваленты, если они имеют одинаковую проводимость между точками end. Общая проводимость параллельного соединения равна + у = - / Х проводимость последовательного соединения равна -1-. Поэтому 1 1 Яш 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [20] 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 |
||||||||||||||||||||||||