„Bőr-hatás” változatai közötti eltérés
Ugrás a navigációhoz
Ugrás a kereséshez
(Új oldal, tartalma: „=Szkin (bőr-) hatás= A nagyfrekvencián működő tekercsek soros veszteségi ellenállása nagyobb az egyenáramon mért rs értéknél. Ennek az az oka, hogy a nagyf...”) |
(cikk továbbírása, wikisítés, kategória) |
||
| 4. sor: | 4. sor: | ||
A nagyfrekvencián működő tekercsek soros veszteségi ellenállása nagyobb az egyenáramon mért rs értéknél. Ennek az az oka, hogy a nagyfrekvenciás áram által keltett, és a vezetékben az önindukció folytán indukálódott feszültség által létrehozott mágneses tér kölcsönhatásaként a nagyfrekvenciás áram nem a vezeték teljes keresztmetszetén, hanem csak annak külső felületén folyik. Minél nagyobb a frekvencia, a vezetésben részt vevő keresztmetszet annál inkább csökken (ábra). A vezető keresztmetszet csökkenése miatt a vezeték nagyfrekvencián tanúsított ellenállása megnövekszik. Ez a szkin (bőr-) hatás. | A nagyfrekvencián működő tekercsek soros veszteségi ellenállása nagyobb az egyenáramon mért rs értéknél. Ennek az az oka, hogy a nagyfrekvenciás áram által keltett, és a vezetékben az önindukció folytán indukálódott feszültség által létrehozott mágneses tér kölcsönhatásaként a nagyfrekvenciás áram nem a vezeték teljes keresztmetszetén, hanem csak annak külső felületén folyik. Minél nagyobb a frekvencia, a vezetésben részt vevő keresztmetszet annál inkább csökken (ábra). A vezető keresztmetszet csökkenése miatt a vezeték nagyfrekvencián tanúsított ellenállása megnövekszik. Ez a szkin (bőr-) hatás. | ||
| + | [[Kép:szkin.jpg|thumb|center|400 px|A vezető vezetésben résztvevő keresztmetszet<br>egyenáramon______________közepes____________nagy frekvencián]] | ||
| − | + | A különböző frekvenciákhoz (és vezető anyagokhoz) meghatározható, hogy az áram a vezető külső felületéhez képest mennyire „hatol be” a vezető anyagába. | |
| − | + | == Behatolási mélység rézhuzal esetén == | |
| − | |||
| − | : | + | {| border="1" style="text-align: center" |
| + | ! Frekvencia !! Behatolási mélység | ||
| + | |- | ||
| + | | 60 Hz || 8,57 mm | ||
| + | |- | ||
| + | | 1 kHz || 2,08 mm | ||
| + | |- | ||
| + | | 10 kHz || 0,66 mm | ||
| + | |- | ||
| + | | 100 kHz || 0,21 mm | ||
| + | |- | ||
| + | | 1 MHz || 0,060 mm | ||
| + | |- | ||
| + | | 10 MHz || 0,020 mm | ||
| + | |- | ||
| + | | 100 MHz || 0,006 mm | ||
| + | |- | ||
| + | | 1GHz || 0,002 mm | ||
| + | |} | ||
| + | A szkin hatást figyelembe véve a nagyfrekvenciás vezetékeket, tekercseket oly módon készítik, hogy | ||
| − | + | * az áram által átjárt külső felületet megnövelik - például több egymástól elszigetelt vezető alkalmazásával. Lásd: [[Litze huzal]] | |
| + | * a réz vezető felületét a behatolási mélységig kisebb fajlagos ellenállású anyaggal (ezüst) vonják be, ez által csökkentve a vezető keresztmetszet ellenállását, | ||
| + | * nagyobb teljesítményű alkalmazáskor (több 100 kW-os rádióadók végfokozatai) a tekercset réz csőből készítik, hiszen az áram úgyis csak a cső felületén folyik; a cső belsejében hűtő folyadék áramoltatható. | ||
| − | + | == Megjegyzések == | |
| − | + | * az ezüst bevonat azért is szerencsés, mert időjárásállóbb a zománc rétegnél. A réz az időjárás hatására patinásodik, réz-oxid alakul ki a felületén, amely éppen a skin-hatás általi keskeny vezető felszínét teszi nagy fajlagos ellenállásúvá. | |
| + | * a nagyfrekvenciás áramkörök tekercseinek ónnal történő befuttatása pedig éppen ezért nem szerencsés. Éppen a keskeny vezetőfelületet alakítanánk ki így a réznél (vagy ezüstnél) 8-10-szer rosszabb vezetőképességű anyagból, ezáltal például [[rezgőkör]] esetén a [[jósági tényező]]jét tizedére rontanánk. | ||
| − | + | [[Kategória: Fizikai háttér]] | |
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
A lap 2008. november 1., 20:19-kori változata
Szkin (bőr-) hatás
A nagyfrekvencián működő tekercsek soros veszteségi ellenállása nagyobb az egyenáramon mért rs értéknél. Ennek az az oka, hogy a nagyfrekvenciás áram által keltett, és a vezetékben az önindukció folytán indukálódott feszültség által létrehozott mágneses tér kölcsönhatásaként a nagyfrekvenciás áram nem a vezeték teljes keresztmetszetén, hanem csak annak külső felületén folyik. Minél nagyobb a frekvencia, a vezetésben részt vevő keresztmetszet annál inkább csökken (ábra). A vezető keresztmetszet csökkenése miatt a vezeték nagyfrekvencián tanúsított ellenállása megnövekszik. Ez a szkin (bőr-) hatás.
A különböző frekvenciákhoz (és vezető anyagokhoz) meghatározható, hogy az áram a vezető külső felületéhez képest mennyire „hatol be” a vezető anyagába.
Behatolási mélység rézhuzal esetén
| Frekvencia | Behatolási mélység |
|---|---|
| 60 Hz | 8,57 mm |
| 1 kHz | 2,08 mm |
| 10 kHz | 0,66 mm |
| 100 kHz | 0,21 mm |
| 1 MHz | 0,060 mm |
| 10 MHz | 0,020 mm |
| 100 MHz | 0,006 mm |
| 1GHz | 0,002 mm |
A szkin hatást figyelembe véve a nagyfrekvenciás vezetékeket, tekercseket oly módon készítik, hogy
- az áram által átjárt külső felületet megnövelik - például több egymástól elszigetelt vezető alkalmazásával. Lásd: Litze huzal
- a réz vezető felületét a behatolási mélységig kisebb fajlagos ellenállású anyaggal (ezüst) vonják be, ez által csökkentve a vezető keresztmetszet ellenállását,
- nagyobb teljesítményű alkalmazáskor (több 100 kW-os rádióadók végfokozatai) a tekercset réz csőből készítik, hiszen az áram úgyis csak a cső felületén folyik; a cső belsejében hűtő folyadék áramoltatható.
Megjegyzések
- az ezüst bevonat azért is szerencsés, mert időjárásállóbb a zománc rétegnél. A réz az időjárás hatására patinásodik, réz-oxid alakul ki a felületén, amely éppen a skin-hatás általi keskeny vezető felszínét teszi nagy fajlagos ellenállásúvá.
- a nagyfrekvenciás áramkörök tekercseinek ónnal történő befuttatása pedig éppen ezért nem szerencsés. Éppen a keskeny vezetőfelületet alakítanánk ki így a réznél (vagy ezüstnél) 8-10-szer rosszabb vezetőképességű anyagból, ezáltal például rezgőkör esetén a jósági tényezőjét tizedére rontanánk.
