114 положение обратных проводников вообще неизвестно (например, при заземлении источника и приемника сигналов). В тех случаях, когда h << d, имеем e2 oh moml 2 wI1; ro d2 (5.29) где d — расстояние между осями ближайшего ко второму контуру проводника первого контура; h — расстояние между проводниками второго контура; l — длина контуров. Экспериментальные исследования взаимоиндукции проводников проводилось с помощью двух однопроводных прямоугольных контуров, у которых длина прилегающих сторон составляла 1 м. Использовался провод типа БПВЛ-0,35, внешний диаметр изоляции которого составлял 1,5 мм. В первый провод пропускался переменный ток различных частот, во втором измерялась наведенная ЭДС. Изменялись одинаково расстояния h1 и h2 между проводниками контуров. Измерения проводились при значении тока в первом контуре, равном 1 А, в диапазоне частот от 50 Гц до 10 кГц. На рис. 5.4. приведены зависимости f1 и f2, рассчитанные соответственно на снове максвелловских эфиродинамических представлений Рис. 5.4. Результаты измерения наведенной э.д.с. в плоском контуре: зависимость f1 (h/d) ~ M1 и зависимость f2 (h/d) ~ M2. о механизме наведения э.д.с. в контурах. Крестиками обозначены значения, полученные в результате проведенных измерений. Как видно из графиков, полученные удовлетворяют функции f2, полученной на основе эфиродинамических представлений о наведении ЭДС в проводниках, и отличаются от максвелловской зависимости f1 уже при значениях h/d = 10 более чем в 4 раза в меньшую сторону. От значений частоты и величины тока в первичном контуре результаты, представленные относительными значениями не зависят. Таким образом, проведенные ис- |
Физическая сущность электромагнитных взаимодействий 115 следования зависимостей наведения э.д.с. в больших контурах (площадью более 1 м2) показали их существенно лучшее совпадение с приведенными выражениями, нежели с максвелловскими. Полученные результаты подтвердили независимость наводимой эдс от площади контура при достаточно большом удалении обратных проводников. Следовательно, в дальнейшем целесообразно использовать представление о взаимоиндукции проводников. Определим порядок величин электромагнитной наводки в кабеле при следующих параметрах: сечение провода 0,35 мм2 (R пр = 0,334 мм), ток в токонесущем проводе I = 1 A; длина проводов l = 1 м; расстояние в осях между проводами R = 2 мм; частота переменного тока f = 10 кГц. ЭДС в обратном проводе можно пренебречь в силу его удаленности. В этом случае наведенная ЭДС во втором проводе составит: jUlIcoR1 4 p 10-7 11 -2p 104 ■ 0,3344 e — -~-------- —--------------------------------------------------— 2pd 2p-2 (5.30) = 2,1 мВ. Таким образом, зависимость, полученная на основании концепции близкодействия, не только лучше отражает сущность явления, но и дает существенно более точный результат. Для проверки зависимости коэффициента взаимоиндукции от диаметров взаимодействующих проводников, что следует из выражения 5.15 и далее, был поставлен эксперимент по определению величины ЭДС, наводимой с одного проводника на другой. При этом диаметры использованных проводников были существенно разными (0,5 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. |