Bőr-hatás - Laptörténet

Gg630504: /* Behatolási mélység számítása */ +számoló

2012-02-29T17:35:16Z

Behatolási mélység számítása: +számoló

Gg630504: /* Behatolási mélység számítása */

2012-02-29T17:15:53Z

Behatolási mélység számítása

Gg630504: link

2010-10-31T22:56:48Z

link

HG2ECZ: Skin-hatás lapot átneveztem Bőr-hatás névre: magyarabb :) -- de a skin-ről se feledkezzünk meg.

2009-12-23T17:19:36Z

Skin-hatás lapot átneveztem Bőr-hatás névre: magyarabb :) -- de a skin-ről se feledkezzünk meg.

HG2ECZ: /* Megjegyzések */

2008-11-01T20:33:46Z

Megjegyzések

HG2ECZ: /* Behatolási mélység számítása */

2008-11-01T20:30:28Z

Behatolási mélység számítása

HG2ECZ: cikk továbbírása, wikisítés, kategória

2008-11-01T18:19:47Z

cikk továbbírása, wikisítés, kategória

HA5LQ: 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...”

2008-01-15T12:20:28Z

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...”

Új lap

=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|center]]
:::::::::::::A vezető keresztmetszet

::::::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. Pl. réz vezető esetén a következő eredmények adódnak:

Frekvencia/Behatolási mélység (mm)

60 Hz / 8,57

1 kHz / 2,08

10 kHz / 0,66

100 kHz / 0,21

1 MHz / 0,06

10 MHz / 0,02

100 MHz / 0,006

1GHz / 0,002

A szkin hatást figyelembe véve a nagyfrekvenciás vezetékeket, tekercseket úgy készítik, hogy

-az áram által átjárt külső felületet megnövelik (Litze-huzal: egymástól elszigetelt, igen kis átmérőjű huzalokból készített sodrat; a nagyfrekvenciás áram az egymástól elszigetelt elemi szálak mindegyikének felületén folyik. Pl. a 200,05 -ös Litze-huzal 20 elemi szálának átmérője 0,05mm, ami azt jelenti, hogy 0,025 mm behatolási mélységig (néhány MHz) a huzal teljes keresztmetszete részt vesz a vezetésben. Néhány MHz feletti frekvencián azonban az elemi szálak közti kapacitás miatt az áram – mint ha az elemi szálak nem is volnának egymástól elszigetelve – a köteg felületére szorul ki, ezért Litze-huzalt nagyobb frekvencián nem alkalmaznak.)

-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.

@@ 10. sor: / 10. sor: @@
 == Behatolási mélység számítása ==
-A behatolási mélység rézhuzalra kiszámítható az alábbi összefüggéssel: <math>\delta=\sqrt{{2\rho }\over{\omega\mu}} = \sqrt{{2 \cdot \rho }\over{2 \cdot \pi \cdot f \cdot \mu_r \cdot \mu}}</math>,
+A behatolási mélység rézhuzalra kiszámítható az alábbi összefüggéssel: <math>\delta=\sqrt{{2\rho }\over{\omega\mu}} = \sqrt{{\rho }\over{\pi  f  \mu_r  \mu_0}}</math>,
 ;ahol:
-* <math>\rho</math>: az anyag [[fajlagos ellenállás]]a, réz esetén 17*10<sup>-9</sup> Ωm,
+* <math>\rho</math>: az anyag [[fajlagos ellenállás]]a, réz esetén <math>17\cdot 10^{-9}</math> Ωm,
 * f: frekvencia, Hz,
-* <math>\mu_r</math>: az anyag relatív permeabilitása
+* <math>\mu_r</math>: az anyag relatív permeabilitása, réznek 1,
-* <math>\mu</math>: levegő mágneses permeabilitása ( <math>4\pi\cdot10^-7</math> )
+* <math>\mu</math>: levegő mágneses permeabilitása ( <math>4\pi\cdot10^{-7}</math> H/m ).
 A fenti képlet könnyebb számítást tesz lehetővé, ha az anyag [[fajlagos ellenállás]]át ohm/mm<sup>2</sup>/m-ben, a frekvenciát pedig MHz-ben szeretnénk beírni. Ekkor: <math>\delta[mm] = 0,503 * \sqrt{{\rho [\Omega/mm^2/m] }\over{f[MHz]}}</math>

@@ 10. sor: / 10. sor: @@
 == Behatolási mélység számítása ==
-A behatolási mélység rézhuzalra kiszámítható az alábbi összefüggéssel: <math>\delta=\sqrt{{2\rho }\over{\omega\mu}} = \sqrt{{2\rho }\over{2\pi f\mu}}</math>,
+A behatolási mélység rézhuzalra kiszámítható az alábbi összefüggéssel: <math>\delta=\sqrt{{2\rho }\over{\omega\mu}} = \sqrt{{2 \cdot \rho }\over{2 \cdot \pi \cdot f \cdot \mu_r \cdot \mu}}</math>,
 ;ahol:
 * <math>\rho</math>: az anyag [[fajlagos ellenállás]]a, réz esetén 17*10<sup>-9</sup> Ωm,
 * f: frekvencia, Hz,
 * <math>\mu</math>: levegő mágneses permeabilitása ( <math>4\pi\cdot10^-7</math> )

@@ 13. sor: / 13. sor: @@
 ;ahol:
-* <math>\rho</math>: az anyag fajlagos ellenállása, réz esetén 17*10<sup>-9</sup>
+* <math>\rho</math>: az anyag [[fajlagos ellenállás]]a, réz esetén 17*10<sup>-9</sup> Ωm,
-* f: frekvencia
+* f: frekvencia, Hz,
 * <math>\mu</math>: levegő mágneses permeabilitása ( <math>4\pi\cdot10^-7</math> )
-A fenti képlet könnyebb számítást tesz lehetővé, ha az anyag fajlagos ellenállását ohm/mm<sup>2</sup>/m-ben, a frekvenciát pedig MHz-ben szeretnénk beírni. Ekkor: <math>\delta[mm] = 0,503 * \sqrt{{\rho [\Omega/mm^2/m] }\over{f[MHz]}}</math>
+A fenti képlet könnyebb számítást tesz lehetővé, ha az anyag [[fajlagos ellenállás]]át ohm/mm<sup>2</sup>/m-ben, a frekvenciát pedig MHz-ben szeretnénk beírni. Ekkor: <math>\delta[mm] = 0,503 * \sqrt{{\rho [\Omega/mm^2/m] }\over{f[MHz]}}</math>
 Ebbe behelyettesítve az [[Anyagok és tulajdonságaik]] szócikkből például '''réz esetén''' a 0,0167 értéket, az alábbi táblázatot kapjuk:
@@ 44. sor: / 44. sor: @@
 * 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,
+* a réz vezető felületét a behatolási mélységig kisebb [[fajlagos ellenállás]]ú 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.
+* 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 ellenállás]]úvá.
 * 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 harmadára rontanánk.
 [[Kategória: Fizikai háttér]]

@@ 50. sor: / 50. sor: @@
 * 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.
+* 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 harmadára rontanánk.
 [[Kategória: Fizikai háttér]]

@@ 8. sor: / 8. sor: @@
 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 ==
+== Behatolási mélység számítása ==
 {| border="1" style="text-align: center"
@@ 21. sor: / 32. sor: @@
 | 100 kHz || 0,21 mm
 |-
-| 1 MHz || 0,060 mm
+| 1 MHz || 0,066 mm
 |-
-| 10 MHz || 0,020 mm
+| 10 MHz || 0,021 mm
 |-
 | 100 MHz || 0,006 mm

← Régebbi változat	A lap 2009. december 23., 17:19-kori változata
(Nincs különbség)

@@ 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 különböző frekvenciákhoz (és vezető anyagokhoz) meghatározható, hogy az áram a vezető külső felületéhez képest mennyire „hatol be” a vezető anyagába.
-[[Kép:szkin.jpg|center]]
+== Behatolási mélység rézhuzal esetén ==
-::::::egyenáramon_____________________közepes______________________nagy frekvencián
+{| border="1" style="text-align: center"
-A különböző frekvenciákhoz (és vezető anyagokhoz) meghatározható, hogy az áram a vezető külső felületéhez képest mennyire „hatol be” a vezető anyagába. Pl. réz vezető esetén a következő eredmények adódnak:
+* az áram által átjárt külső felületet megnövelik - például több egymástól elszigetelt vezető alkalmazásával. Lásd: [[Litze huzal]]
-Frekvencia/Behatolási mélység (mm)
+== Megjegyzések ==
-Hz / 8,57
+* 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.
-kHz / 2,08
+[[Kategória: Fizikai háttér]]