356
экранирования проводов, поскольку экраны тоже обладают распределенным индуктивным сопротивлением.
Факт зависимости коэффициента взаимоиндукции от соотношения диаметров проводов был также проверен экспериментально. Как было показано выше, коэффициент взаимоиндукции проводников зависит от соотношения их диаметров. Эдс, наводимая во втором проводе со стороны первого провода, составит величину
l дi µоµ Rоlдi
е2 = – M2 —— = – ————; (8.142)
дt 2π d dt
Для переменного тока частотой f эта величина составит
µоµ Rоl f I е2 = —————, (8.143)
d
и если вторичный провод лежит непосредственно на поверхности первичного проводника, так что расстояние между осями проводников несущественно отличается от радиуса токонесущего провода, то
е2 = µоµ l f I. (8.144)
Для тока 1 А и частоты 1 Гц при длине проводника 1 м величина ЭДС составит
е2 = 4 π 10–7 В = 1,25 мкВ.
Как показано выше, коэффициент взаимоиндукции проводников зависит от того, какой проводник является первичным, а какой вторичным, и коэффициенты взаимоиндукций первого провода со вторым и второго провода с первым различны, зависят от радиусов проводников и находятся в соотношении
М12 Rпр1
—— = f( —— ). (8.145)
М21 Rпр2
Измерение наводимой магнитным полем ЭДС затруднено тем, что одновременно через распределенную емкость наводится ЭДС электродинамического происхождения, которая имеет примерно на
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 благодаря 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.
