Инструкция КР+лекции_1231178
.pdfЭто напряжение, как видно из (3.1), при заданных значениях i и i/Δt тем ниже, чем меньше параметры полных сопротивлений общих цепей.
Согласно известному соотношению активное сопротивление проводника:
R l / F
где F- площадь поперечного сечения проводника; l - его длина;- электрическая удельная проводимость материала.
Поэтому проводник необходимо выбирать предельно коротким, а его сечение должно быть, возможно большим. При этом следует иметь в виду, что при больших скоростях i/Δt изменения тока с увеличением поперечного сечения проводника все заметнее проявляется поверхностный эффект.
Влияние проникновения тока на сопротивление проводов круглого (а) и прямоугольного (б) сечений.
Если для проводника с постоянной площадью поперечного сечения прямоугольной формы F a b изменять отношение ширины а к толщине b , то в области высоких частот (при глубине
|
|
|
|
проникновения электромагнитного поля 1 / |
1 / 0 f |
b |
|
будет иметь место зависимость, приведенная на рисунке. |
|
||
Зависимость относительного сопротивления |
R(a / b 1) |
|
|
||
R(a / b 1) |
||
|
проводника прямоугольного сечения от отношения его сторон при постоянстве сечения a*b
Она показывает, что изменение а/b от 1 до 100 приводит к относительно малому изменению сопротивления (повышению менее чем в 1,5 раза). Важным является не столько увеличение сопротивления, сколько существенное (примерно десятикратное) снижение составляющей напряжения помехи, обусловленной уменьшением индуктивности (рис.
г).
Зависимости погонных индуктивностей (в, г) от соотношений размеров линий с
проводами круглого (а) и прямоугольного (б) сечений
Несмотря на то, что активное сопротивление из-за влияния поверхностного эффекта в области частот, представляющих интерес, может возрасти по сравнению с сопротивлением при постоянном токе в 10-1000 раз (см. рис. ), активная составляющая напряжения помехи при достаточно обоснованном выборе сечения проводника обычно остается сравнительно малой (милливольты) по отношению к индуктивной составляющей:
ustL L i / t |
u stR R i |
Влияние проникновения тока на сопротивление проводов круглого (а) и
прямоугольного (б) сечений.
индуктивность линии с проводниками цилиндрической формы приближенно рассчитывается так:
L l ( 0 / ) ln (2 d / D )
а линии с плоскими расположенными близко друг к другу проводниками прямоугольного сечения (полагая d<<b и d << а, что часто приемлемо на практике) - по выражению:
|
|
|
|
1 |
|
L l (2 0 |
/ ) ln |
1 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
1 a / b |
|
Из приведенных формул следует, что для уменьшения L и самого Ust имеются следующие возможности: сокращение длины проводов, для круглых проводов заданной площади сечения или диаметра - сокращение до минимального расстояния между проводами, а для проводников прямоугольного сечения - увеличение отношения a / b .
Для снижения гальванического влияния в соединительных проводах цепей питания и сигнальных контурах рекомендуют следующие мероприятия:
-выполнение соединений между двумя или более контурами
свозможно низким полным сопротивлением, особенно низкой индуктивностью. Для этого требуется по
возможности меньшая длина общих линий, большое сечение проводников (особенно для проводников системы опорного потенциала, общей для многих контуров), малые расстояния d между проводами цепей питания (расположение прямого и обратного проводов рядом друг с другом), выполнение системы опорного потенциала в виде плоских шин .
-гальваническая развязка, т.е. устранение совместных проводящих соединений между различными контурами, или же гальваническое разделение контуров таким образом, чтобы ток наиболее мощного контура не протекал по слаботочному контуру. Это осуществляется отказом от общих обратных проводников в цепях передачи сигналов , от использования проводов заземления, корпусов приборов, машин и технологических устройств в качестве проводов сигнальных цепей.
Систему опорного потенциала, если это требуется, необходимо присоединять лишь к точкам заземления или к корпусу прибора. Системы опорных потенциалов аналоговых модулей (В1-В4 на рис. б) и системы питания компонентов К1-КЗ устройств автоматизации (рис. в) следует соединять звездой.