Surface ефект и неговото влияние върху топлина - RPC - promselt
Surface ефект - ефект на натискане на променлив електрически ток, протичащ през проводник, към периферията, причинени от променливо магнитно поле, генерирано от този ток.
Surface ефект - ефект на натискане на променлив електрически ток, протичащ през проводник, към периферията, причинени от променливо магнитно поле, генерирано от този ток.
Механизмът на възникване на повърхностен ефект трябва да се разгледа пример с кръгло напречно сечение на проводника, през които протича променлив електрически ток.
Потокът на електрически ток по проводника води до появата на магнитно поле, чиято сила на линии са показани на Фиг. Векторът на магнитната индукция B в същото време винаги е насочена към допирателна на линията на сила на магнитното поле. Тъй като настоящото J. преминаващ през проводник е променлива, магнитното поле на вектора да променя големината и посоката на всяка точка от линията на сила в противоположни посоки, както и вектора на време негово производно е колинеарна с магнитното поле (т.е. вектори може да бъде или същата посока или противоположни посоки един на време).
Като ненулева първи път производно на магнитната индукция резултатите в съответствие със закона на Фарадей за възникване на поле вектор електрически Е. ротора на който се определя съгласно уравнението на Максуел.
Физически, той може да бъде представен като появата на допълнителни електродвижещо напрежение с codirectional посока ток близо до периферията на проводника и противоположно близо до оста си.
Този ефект води до неравномерно разпределение на електрически ток, протичащ в проводника, в които по-голямата част протича тока в повърхностния слой.
Графиката на настоящото разпределение е показано на фигура. Разпределението е експоненциален, обаче да се опрости изчисление в първо приближение се приема, че електрически ток протича равномерно в дебелината на слоя делта повърхността, наречен кожен слой, и останалата част от секцията на проводника - отсъства. Действителната стойност на плътността на тока в дълбочината на кожния слой е по-малко от 2.7 пъти плътността на тока на повърхността на проводника, но поради експоненциално затихване характеристика, на дълбочина от текущата 2δ плътност е ниска, и разсейвана мощност практически нула.
Surface ефект е характерна само за AC поток: по време на протичане на постоянен ток се разпределя равномерно върху цялото напречно сечение на проводника. Дебелината на слоя на кожата е силно зависим от честотата, електрическо съпротивление материал и неговата пропускливост: намалява с увеличаването на AC честота и магнитната проницаемост на материала и се увеличава с увеличаване на съпротивление по връзката.
Изразени вариации в дебелината на слоя на кожата настъпва при нагряване сплави базирани на желязо в температурата на преход на точката на Кюри. дебелината на слоя на кожата ще бъде увеличена, за с увеличаването на региона на нагряване е визуално наблюдавана.
ефект на кожата е от голямо значение при индукционно нагряване. защото може да се използва, за да се концентрира освобождаване на топлинна енергия в определена област на детайла. Това се дължи на факта, че топлината, произведена от вихровите токове в рамките на част от региона на тяхната поява, и тази област и следователно, региона на нагряване се определя чрез повърхностен ефект. Той е широко използван, например, повърхностно закаляване, когато това е необходимо, за да се втвърди само на повърхността на продукта, без да се променя структурата на метала по-голяма дълбочина.
Използване на честоти, при което дебелината на слоя на кожата е много по-малък от загрява регион е възможно, но в този случай поради факта, че енергията се освобождава в тънък повърхностен слой, нагряване на по-дълбоките зони се получава слой по слой поради топлопроводимост на метал, което увеличава продължителността на нагряване, Той намалява общата ефективност на системата, и не осигурява равномерно отопление.
По този начин, за дълбоко равномерно отопление на големи заготовки от стомана, използвайте по-ниските честоти, а за отопление на малки части, за повърхностно закаляване или за отопление на немагнитни метални необходимо HDTV предаватели с честоти много по-висока.
За приблизително изчисляване на дебелината на слоя на кожата няколко основни материали се препоръчва да се използва следната зависимост.
