Индуктивная (магнитная) связь

Если рядом с сигнальным проводом проходит силовой провод, по которому протекает переменный ток I_с (рис. 6), то из-за эффекта электромагнитной индукции в сигнальном проводе будет наводиться напряжение помехи ΔU:

Здесь M – величина взаимоиндукции между проводами;

L – индуктивность сигнального провода;

,

f – частота тока помехи.

Рис. 6. Путь прохождения индуктивной помехи от источника e_c.

Величина взаимоиндукции пропорциональна площади контура, который пересекается магнитным полем, созданным током I_с. На рис. 6 этот контур образован сигнальными проводами. Для уменьшения взаимоиндукции площадь данного контура должна быть минимальной, т.е. сигнальные провода должны быть проложены максимально близко друг к другу. Эффективную площадь контура можно уменьшить, если расположить его в плоскости перпендикулярной плоскости контура с током, наводящим помехи. Площадь контура можно уменьшить, используя витые провода. Более того, при скрутке «изменяется знак» потокосцепления на каждом витке, так что результирующее потокосцепление становится незначительным. Собственно поэтому и применяется кабель на основе витой пары.

Индуктивная наводка увеличивается с ростом частоты и отсутствует на постоянном токе. Напряжение помехи на рис. 6 включено последовательно с источником сигнала, то есть вносит аддитивную погрешность в результат измерения. При бесконечно большом сопротивлении R_пр напряжение на входе приёмника имеет вид:

и не зависит от сопротивления источника сигнала.

Проводник, по которому передаётся измерительная информация, должен быть расположен как можно дальше от источников помех. В частности, чувствительные электронные приборы не должны размещаться вблизи трансформаторов и индукторов. Кабели должны располагаться таким образом, чтобы возможные поля помех распространялись вдоль них. Необходимо следовать двум простым правилам: во-первых, низковольтные сигнальные кабели и высоковольтные силовые кабели не должны прокладываться вблизи друг друга в одних и тех же каналах и, во-вторых, сигнальные и силовые кабели должны пересекаться, если это неизбежно, только под прямым углом.

Магнитное поле можно ослабить экранированием. Медный или алюминиевый экран имеет очень высокую проводимость, и, благодаря возбуждению магнитным полем вихревых токов в экране, магнитный поток ослабляется. Экран можно выполнить из материала с высокой магнитной проницаемостью, например из железа. Магнитный экран часто бывает довольно объёмным, поскольку для демпфирования магнитного потока требуется достаточная толщина стенок. Поэтому экранирование используется в основном для аппаратуры, генерирующей сильные магнитные поля.

Дата добавления: 2015-05-10