Поверхностный эффект

Rакт = kдR

Kд = kп + kб ≥1

R -сопротивление проводника.

Где

Тепловые процессы в электрических и магнитных цепях

Тема 1.1 Тепловые процессы в электрических и магнитных цепях

Основы тепловых расчетов

Потери в проводниках. Мощность Р, теряемая в проводнике при прохождении по нему электрического тока, будет равна

Р = I²R

I — действующий ток;

При постоянном токе R соответствует электрическому сопротивлению

Где

ρ —удельное сопротивление;

l и s - соответственно длина и поперечное сече­ние проводника.

При переменном токе потери получаются большими, чем при постоянном токе. Это возрастание потерь происходит за счет поверхностного эффекта и эф­фекта близости и учитывается коэффициентом дополнительных потерь k_д, равным сумме коэффициентов поверхностного эффекта k_п и эффекта близости k_б,

Коэффи­циент дополнительных потерь больше единицы, т.е.

Сопротивление при переменном токе

называется активным сопротивлением.

Активное сопротивление — это некоторое фиктивное сопротивление проводни­ка, которое, будучи помноженным, на квадрат действующего тока, дает потери мощности, действительно имеющиеся при переменном токе.

Переменное магнитное поле, охватывающее провод­ник (рис. 5, а), обтекаемый переменным током, индуцирует в этом проводнике электродвижущую силу (ЭДС), направленную навстречу приложенному напряже­нию. Центральные слои проводника пересекаются большим магнитным потоком, чем наружные. Наводимая в центральных слоях противо-ЭДС будет большей, чем в наружных слоях. Это приведет к уменьшению плотности тока J в центральных слоях по сравнению с плотностью тока в наружных (рис.5,б).

Указанное физическое явление носит название поверхностного эффекта. Влияние этого явле­ния воспринимается нами как увеличение сопротивления проводника, так как при одном и том же значении приложенного напряжения протекающий по проводнику переменный ток будет меньше, чем постоянный.

Коэффициент поверхностного эффекта k_п растет с ростом частоты тока и удельной проводимости материала проводника, а также зависит от отношения периметра проводника к его сечению. При нагревании удельная проводимость падает, следовательно, снижаемся и влияние поверхностного эффекта. При боль­шем диаметре проводника магнитный поток, пересекающий центральные слои, будет большим, следовательно, большими будут неравномерность распределения тока и коэффициент поверхностного эффекта.

Рисунок 5 - поверхностный эффект

Так как при переменном токе, а особенно при повышенной частоте, средняя часть сечения проводника плохо используется, то в этих случаях выгодно брать не сплошной круглый проводник, а полую трубу и при­менять проводники с возможно боль­шим отношением периметра к сечению.

Дата добавления: 2013-12-12