357
порядок значение большее, чем ЭДС электромагнитного происхождения, причем и та, и другая величины одинаково зависят от одних и тех же параметров - тока, частоты, расположения. И даже экранировка недостаточно снижает электродинамическую составляющую блогодаря наличию распределенной индуктивности у экрана. Это маскирует весь процесс, однако качественную сторону все же можно выявить, используя провода существенно разного диаметра, используя при одном и том же значении тока и частоты то один, то другой провод и измеряя наведенную ЭДС на втором.
Для проверки зависимости коэффициента взаимоиндукции от диаметров взаимодействующих проводников был поставлен эксперимент по определению величины ЭДС, наводимой с одного проводника на другой. При этом диаметры проводников были существенно разными (0,5 мм и 5 мм), причем один из них был покрыт хлорвиниловой и матерчатой изоляцией (внешний диаметр проводника с изоляцией составил 6,5 мм), второй - лаковой изоляцией. Межосевое расстояние составляло 3,5 мм. Проводники плотно прилегали друг к другу. Нагрузка на втором (измерительном) проводнике изменялась от 10 до 1/3 Ом. Столь малое сопротивление нагрузки было необходимо для удаления емкостной составляющей наводки, что сделать полностью не удалось. Затем проводники по схеме менялись местами.
Пропускался ток величиной 3 А, использовались частоты от 500 до 4000 Гц, все измерения производились с помощью магнитоэлектрических приборов с термопарами. Результаты измерения сведены в табл. 8.2 и 8.3.
Как видно из таблиц, коэффициент взаимоиндукции проводников реально зависит от того, какой из них является первичным, а какой вторичным. Для 1000 Гц расчетная величина ЭДС, наводимой с первичного проводника меньшего диаметра на вторичный большего диаметра при простой пропорциональности, должна составить всего 0,09 мВ, а при их перестановке проводников - 1,16 мВ. И хотя соотношения получены иными, что может быть объяснено, например тем, что при такой близости проводников уже нельзя считать весь ток сосредоточенным в их осевой линии, а также наличием емкостной (электродинамической) связи между проводниками, зависимость коэффициента взаимоиндукции от соотношения диаметров проводов на качественном уровне можно считать подтвержденной.
358
ЭДС на вторичном проводе при токе в первичном проводе 3 А, длине проводников 1,7 м
Таблица 8.2
|
Диаметр первичного провода, мм |
Диаметр вторичного провода, мм |
Частота, Гц | ||||
|
500 |
1000 |
2000 |
3000 |
4000 | ||
|
0,5 |
6,5 |
10 мВ |
19 |
44 |
83 |
122 |
|
6,5 |
0,5 |
15 |
32 |
64 |
99 |
125 |
|
К2тр/к1тр |
1,5 |
1,68 |
1,45 |
1,08 |
1,025 | |
Пересчет ЭДС на вторичном проводе при токе в первичном проводе 1 А, длине проводников 1 м.
_Таблица 8.3
|
Диаметр первичного провода, мм |
Диаметр вторичного провода, мм |
Частота, Гц | ||||
|
500 |
1000 |
2000 |
3000 |
4000 | ||
|
0,5 |
6,5 |
2 мВ |
3,8 |
8,8 |
16,6 |
24,4 |
|
6,5 |
0,5 |
3 |
6,4 |
12,8 |
19,8 |
25 |
|
к2 ip/kiip |
1,5 |
1,68 |
1,45 |
1,08 |
1,025 | |
Таким образом, экспериментально подтверждается возможность и целесообразность введения в электротехнику представлений о взаимоиндукции проводников, на основе которых уже можно определять и взаимоиндукцию контуров, проведя соответствующее интегрирование.
8.3.3. Электрический трансформатор
Как известно, электрический трансформатор - это статическое устройство, предназначенное для преобразования величины переменных ЭДС и токов. Трансформатор состоит из нескольких электрически не соединенных и неподвижных друг относительно друга обмоток, связанных между собой путем электромагнитной индукции. Одна из обмоток является первичной, она присоединяется к внешнему источнику ЭДС, остальные обмотки являются вторичными, ЭДС в них возникает в результате пересечения их силовыми линиями магнитного поля, создаваемого током первичной обмотки. С вторичных обмоток преобразованное по величине напряжение передается потребителям энергии.
Трансформатор с железным сердечником вследствие значительного увеличения коэффициента связи между обмотками позволяет при