 |
|
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 4
Расчет индуктивной связи
Цель занятия:Научится определять логарифмические относительные уровни помех и передающихся посредством индуктивной связи.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Индуктивная (магнитная) связь возникает между двумя или несколькими контурами с токами, магнитные потоки которых взаимно проникают друг в друга. Магнитные потоки индуктируют в пронизываемых ими контурах ЭДС. В результате этого появляются напряжения противофазной помехи, часть которого, определяемая делителем напряжения 
, поступает на вход приемника.
Рисунок 4.1 - Механизм образования индуктивной (магнитной) связи
Взаимную индуктивность между контурами рассчитывают по стандартной методике. Индуктированное напряжение помехи наряду с частотой или скоростью изменения тока пропорционально взаимной индуктивности, а следовательно площади контура.
Основными способами снижения индуктивного влияния являются следующие:
- Уменьшение взаимной индукции за счет сокращения длины участков параллельной прокладки;
- Увеличение расстояния между контурами;
- Ортогональное расположение контуров;
- Скручивание проводов;
- Экранирование системы.
Целесообразно уже при планировании предусмотреть раздельную прокладку заведомо мешающих и подверженных влиянию линий. Типичным является применение компенсирующих проводов, параллельных линии и заземленных на концах, однако коэффициент экранирования в этих случаях не более 0,5.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Пример решения задач.
Произошел разряд статического электричества на корпус прибора. Определить индуктируемое напряжение в контуре, находящемся внутри прибора (рисунок 4.2).
Рисунок 4.2
Решение. Определим среднее расстояние, на которое удален контур от проводника с током разряда Ro, размеры контура – L, a. Определим из табличных данных среднюю крутизну тока при одиночном разряде статического электричества 
.
Используем данные из практического занятия 1, а именно 
, 
, и закон полного тока, из которого получено, что 
, получаем, что
. (4.1)
Задача 4.1. Оцените максимальное значение ЭДС и ее относительный уровень в стальном контуре (рисунок 4.3), обусловленной стеканием тока при разряде молнии с максимальной крутизной нарастания 
кА/м.
Рисунок 4.3
Задача 4.2. Определите абсолютный и относительный уровни помех по току и по напряжению в нагрузке, возникающие в результате близкого расположения контура с током вблизи к сигнальному контуру (рисунок 4.4). Напряжение источника в контуре с током 200 В, частота 50 Гц, сопротивление нагрузки 20-j10 Ом, источник в сигнальном контуре имеет сопротивление 3000 Ом, приемник 10к Ом.
Рисунок 4.4
Задача 4.3. Двухпроводная линия с цилиндрическими проводами диаметром 0,8 мм, расположенными на расстоянии 4 мм друг от друга расположена вблизи аналогичной линии с проводами диаметром 2 мм, расположенными на расстоянии 8 мм. Определите индуктированное на единицу длины напряжение в первой линии в результате импульса тока крутизной 20 А/мс во второй линии. Плоскости двухпроводных линий параллельны друг другу и расположены на расстоянии 2см.
Задача 4.4. Определить индуктированное напряжение на единицу длины линии задачи 4.3, если поместить ее в цилиндрический экран внутренним диаметром 4,5 мм и внешним 5,5 мм, имеющим относительную магнитную проницаемость 200.
ВОПРОСЫ
1. Опишите физический механизм индуктивной связи.
2. Для чего необходимо знать механизмы передачи помех?
3. Как рассчитать индуктивное влияние молнии?
4. Перечислите способы ослабления индуктивного влияния.
5. Опишите индуктивное влияние с точки зрения теории электрических цепей и понятиями теории электромагнитного поля.
6. Охарактеризуйте экранирующее действие экранов кабелей.
7. Как влияет частота на уровень помехи, обусловленной индуктивной связью?