94
Глава 4.
электромагнитной составляющей. Это связано с тем, что между проводами существует емкостная связь, а сами провода обладают индуктивностью порядка 1,6 - 2 мкГн/м. Избавиться от электродинамической составляющей можно лишь частично путем 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 di цоц R0ldi
в2 = - M2--=-----; (4.49)
dt 2п d dt
Для переменного тока частотой f эта величина составит
ЦоЦ Rol f I
в2 =----, (4.50)
d
и если вторичный провод лежит непосредственно на поверхности первичного проводника, так что расстояние между осями проводников несущественно отличается от радиуса токонесущего провода, то
в2 = ЦоЦ l f I- (4.51)
Для тока 1 А и частоты 1 Гц при длине проводника 1 м величина ЭДС составит
e2 = 4 n 10 7 В = 1,25 мкВ.
Электромагнитные взаимодействия
95
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 Rnp1
--= f (-). (4.52)
М21 Rnp2
Измерение наводимой магнитным полем ЭДС затруднено тем, что одновременно через распределенную емкость наводится ЭДС электродинамического происхождения, которая имеет примерно на 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
