Дәріс 13. Тақырыбы: Скин-эффект

Қарастырылатын сұрақтар:

Скин-эффект, оның заңдылықтары, омдық кедергі мен өткізгіштің индуктивтілігіне әсері туралы негізгі мағлөматтар. Скин-эффектін техникада қолданылуы. Төменгі, жоғарғы жиіліктердегі және жолақ сүзгілер, оларды жүзеге асырудың физикалық принциптері туралы негізгі мағлұматтар.

Дәріс мазмұны:

Скин-эффект, оның заңдылықтары, омдық кедергі мен өткізгіштің кедергісіе әсер туралы негізгі түсініктер, техникада қолданылуы. Тұракты токты карастырған кезде бiз токтың тығыздығы өткізгіштің көлденең кимасы бойынша біркелкі таралады, яғни ток тығыздығы өткізгіштің көлденең кимасының кез келген нүктесінде бірдей мән кабылдайды деп есептеді. Өткізгіш аркылы айнымалы ток жүргенде әр түрлі элементтердің бip-бipiмeн индукциялық өзара әсерлесуі нәтижесінде айнымалы ток тығыздығы өткізгіштің беттік кабаттарында көбірек болады, баскаша айтканда, айнымалы ток өткізгіштің беттік кабаттарында шоғырланады. Бұл құбылысты скин-эффект деп атайды.

Электромагниттік индукция заңы бойынша магнит өрісінің өзгеруі кезінде пайда болатын құйынды электр өpici магнит өpici күш сызыктарын камтып жатуы керек және магнит өрісінің өзгеру бағытымен сол винтті системамен байланысатындыктан, пайда болған құйынды электр өpici өткізгіштің ішкі кабаттарында ток тудырушы өріске карсы, ал беткі кабаттарында онымен бағыттас болады (13.1-сурет). Сондықтан өткізгіштің ішкі кабаттарындағы ток тығыздығы кемиді де, шеткі қабаттарында артады, яғни скин-эффект байқалуға тиісті.

Скин-эффектіні сан жағынан қарастыру үшін 13.1-сурет

өткізгіш ретінде жоғарғы жарты кеңістікті толтыратын ортаны алайық (9.7.2-сурет). Ток заңы, электромагниттік индукция заңын

(13.1)

(13.2)

және локалдык (дифференциалдык) түрде жазылған Ом заңын

(13.3)

пайдаланып электр өpici кернеулігі үшін

(13.4)

теңдеуін табамыз.

Қарастырып отырған ортада және тек Z және t-ға тәуелді болатындықтан, (13.4) тендеуді төмендегідей түрде жазуға болады

(13.5)

Осы тендеудің шешуі,

(13.6)

(13.6) тендеудің ұмтылған кездегі шектелген шегi

(13.7)

мұндағы .

Олай болса

(13.8)

Ом заңын пайдаланып, ток тығыздығына көшсек және накты бөлігін алсақ

(13.9)

Негізгі әдебиет: [1]; [2]; [3].

Қосымша әдебиет: [2]; [3].

Бақылау сұрақтары:

1. Скин-эффект.

2. Скин эффектілерінің техникада қолданылуы.