Феномен збліжэння

Феномен збліжэння (эфект блізкасці) — з’ява, якая ўзнікае ў сістэме з двух і больш праваднікоў, па якіх праходзіць пераменны ток. Часцей за ўсё гэта адбываецца разам з эпідэрмальныя з’явай. Дзякуючы ўзаемадзеянню паміж праваднікамі змяняецца размеркаванне шчыльнасці току . Калі токі, якія цякуць у суседніх правадах, маюць процілеглы накірунак, то носьбіты току прыцягваюцца (збліжаюцца) а шчыльнасць току ўзрастае ў найбольш блізкіх адзін да аднаго частках правадоў. Калі токі ў правадах маюць аднолькавы кірунак, зарады адштурхваюцца і шчыльнасць току найбольшая ў тых частках правадоў, якія найбольш аддалены адзін ад аднаго. З’ява блізкасці ўплывае на эфектыўнае супраціўленне кабеляў пераменнаму току і, такім чынам, на страты магутнасці, якія адбываюцца ў іх.

 Прычына з’явы 
Механізм утварэння феномену падобны да механізму ўтварэння скінападобнага феномену. У скін-эфекце феномене бягучага току стварае магнітнае поле, якое затым уплывае на яго размеркаванне. У з’яве блізкасці магнітнае поле, якое ствараецца адным провадам, уплывае на размеркаванне току провада, размешчанага побач з ім  .
міні|250x250пкс| Феномен блізкасці — шчыльнасць току ў дзвюх паралельных плоскіх пласцінах, у якіх токі цякуць у процілеглых кірунках
Магнітнае поле, якое ствараецца провадам з токам, падпарадкоўваецца закону магнітнай дыфузіі ў адпаведнасці з ураўненнямі Максвела  . Гэта поле пранікае ў провад, які яго стварае, а таксама ў правады, размешчаныя паблізу (у межах уздзеяння магнітнага поля) на глыбіню, якая называецца глыбінёй пранікнення, вызначанай формулай  :



Дзе:

  — частата току,
  — магнітная пранікальнасць (абсалютная),
  — электраправоднасць кабеля (адваротная ўдзельнаму супраціўленню).

 З’ява збліжэння ў плоскіх пласцінах 
міні|250x250пкс| З’ява блізкасці ў чатырох паралельных правадах з токам, які цячэ ў адным кірунку
іЗ’ява блізкасці можа быць апісана матэматычна на прыкладзе двух правадоў у выглядзе плоскіх пласцін  шырынёй  бясконцай даўжыні і таўшчыні  аддаленыя адзін ад аднаго на адлегласць  (таўшчыня ў напрамку x, даўжыня ў напрамку y і шырыня ў напрамку z дэкартавай сістэмы каардынат). Калі ў пласцінах цякуць токі з аднолькавымі амплітудамі  і супрацьлеглыя напрамкі (адпаведна  і ), то размеркаванне току ў гэтых правадах можна апісаць ураўненнем:



Дзе:



 Феномен блізкасці ў шматправадных сістэмах 
міні|400x400пкс| З’ява блізкасці ў сістэме кааксіяльнага кабеля (бачная 1/4 папярочнага перасеку) — размеркаванне шчыльнасці току. Калі ток цячэ толькі ў вонкавым правадніку, найбольшая яго шчыльнасць прыпадае на вонкавы бок. Калі ва ўнутраным правадніку ток цячэ ў процілеглым кірунку, ток у вонкавым правадніку будзе рухацца да ўнутранай сценкі
У выпадку сістэмы з некалькімі праваднікамі ўзаемадзеянне будзе адбывацца паміж кожнай парай праваднікоў, для чаго магнітнае поле, створанае адным з праваднікоў, будзе ахопліваць другі праваднік. Прыкладам з’явы шматправаднага скін-эфекту з’яўляецца пучок кабеляў (ізаляваных або неізаляваных). З’ява блізкасці адбываецца паміж усімі кабелямі. Калі ток цячэ ў адным кірунку ва ўсіх кабелях пучка, то з-за эфекту блізкасці токі суседніх пучкоў будуць адштурхоўвацца адзін ад аднаго і, як следства, найбольшая шчыльнасць току будзе ў вонкавых правадах, таму што яны будуць ўзаемадзейнічаюць з іншымі кабелямі толькі аднабакова. Гэта з’ява таксама адносіцца да кабеляў тыпу літцэндрат. Каб забяспечыць раўнамернае размеркаванне току ў тарцы, у такім кабелі павінны быць належным чынам пераплецены, каб кожная жыла знаходзілася ў кожным магчымым становішчы адпаведна даўжыні. Гэта гарантуе, што эквівалентнае супраціўленне кожнай жылы аднолькавае, што раўнамерна размяркоўвае ток.
міні|300x300пкс| Эфект блізкасці з токамі, якія цякуць у адным кірунку
міні|300x300пкс| Эфект блізкасці з токамі, якія цякуць у процілеглых кірунках

 З’ява блізкасці ў канцэнтрычных сістэмах 
З’яўленне з’явы блізкасці ў кааксіяльных сістэмах вельмі цікава. Калі ў кабелі цячэ высокачашчынны ток, то з-за скін-эфекту найбольшая шчыльнасць току будзе ў вонкавай частцы кабеля. Але калі ў нутры яго размяшчана жыла з токам ідучым у процілеглым кірунку, то гэта прывядзе да перамяшчэння току ад знешняй часткі да ўнутранай з-за эфекту блізкасці. Гэта з’ява назіраецца ў некаторых сілавых трансфарматараў . У выніку можа адбыцца значнае змяненне не толькі супраціўлення сістэмы, але і індуктыўнасці .

 Зноскі 

Катэгорыя:Электрычныя з’явы