Вихревые токи в однопроводной линии связи

Вихревые токи в однопроводной линии связи

Ключевые слова:

высокое напряжение, однопроводная линия, вихревые токи, круглый волновод, повышающий трансформатор.

Фриск В.В., МТУСИ

Показано, что в незамкнутом круглом металлическом проводнике, находящемся в переменном магнитном поле и подключенным к одному полюсу выходной обмотки повышающего трансформатора, возникают поперечные замкнутые вихревые токи. Приведены результаты эксперимента по обнаружению вихревых токов и их зависимость от уровня вход ного напряжения. Установлено, что вихревой ток убывает с ростом расстояния от начала однопроводной линии. Приведен относительно простой метод обнаружения вихревых токов с помощью короткозамкнутого микроамперметра. Установлена зависимость тока протекающего по данному микроамперметру от величины входного напряжения. Приведен эксперимент по влиянию вихревых токов в однопроводной линии на алюминиевую стрелку. При увеличении напряжения генератора стрелка начинает поворачиваться к однопроводной линии и старается установиться перпендикулярно к ней. При уменьшении напряжения до нуля алюминиевая стрелка возвращается в исходное положение. Приведено еще одно экспериментальное доказательство наличия вихревых токов в однопроводной линии по их влиянию на пламя свечи. С помощью вихревых токов можно объяснить электрический процессы в простых антенных устройствах.

Зависимость действующего значения данного тока от входного напряжения показана на рис. 2. На этом рисунке показаны выбранные нами положительные направления токов. Как видно из этого графика индукционный ток растет с увеличением входного напряжения.

Заметим, что эта зависимость величины индукционного тока от входного напряжения может быть использована для передачи энергии или информации.

Перемещая данное кольцо вдоль однопроводной линии получим экспериментальную зависимость индукционного тока в алюминиевом кольце от расстояния х. Считая от полюса вторичной обмотки трансформатора до конца однопроводной линии.

Как указано в 11 ] формулы, характеризующие распространение полей вдоль проводника конечной проводимости, могут быть получены из формул для волноводов.

Например, на стенках круглого волновода (рис. 1), возбужденного волной Нш, текут только поверхностные поперечные токи [2],

Рис, 1.11оперечные токи на стенках круглого волновода [2]

Приведем одно из экспериментальных доказательств существования индукционных (вихревых) токов однопроводной линии. Экспериментальная установка [3] состоит из генератора гармонических колебаний, вольтметра для измерения переменного входного напряжения и повышающего воздушного трансформатора в виде катушек, вставленных одна и другую. Трансформатор находится в режиме холостого хода. К одному полюсу выходной обмотки Li подключена мягкая однопроводная линия (OJO в виде проводника.

Возьмем алюминиевое кольцо, подключим в разрыв кольца микроамперметр и пропустим однопроводную линии через него.

Микроамперметром можно измерить величину действующего значения переменного индукционного тока, порожденного переменным магнитным полем, вызнанным вихревыми токами в однопроводной линии.

Рис. 3. Экспериментальная зависимость величины индукционного тока от расстояния.

Из этот [ рафика видно, что индукционный ток убывает почти экспоненциально с ростом координаты х.

Обнаружить индукционный ток в однопроводной ЛИНИИ можно еще проще только с иомощыо одного микро-ампермегра.

Установим микроамперметр в режим работы для из-ерения переменного тока. Концы выводом микроамперметра соединим вместе. Получается, что выводы и сам микроамперметр будут представлять собой замкнутый контур. Подключим этот контур к однопроводной линии (рис. 4).

Рис. 2. Экспериментальная зависимость индукционного тока в кольце от входного напряжения

Рнс. 4. Схема экспериментальной установки с закороченным микроамперметром

98

T-Comm, #10-2013

Т-Сотт, #10-2013

99