Лекция 7. Механизм связи между источником и приёмником помех
Задание
Электропитание привода прокатного стана осуществляется по двухпроводной линии. Геометрические размеры показаны на рис.1. По проводникам протекают токи и . Точка наблюдения находится на перпендикуляре к линии, соединяющей сечения проводников с токами. Вектор – вектор суммарной магнитной индукции в точке . Значения величин приводятся в табл.1 по вариантам (выбор варианта осуществляется по первой букве фамилии).
Рис.1. Магнитное поле двухпроводной линии
1) Требуется определить магнитную индукцию на расстоянии от системы токов.
2) Найти также расстояние , на которое следует удалить чувствительное к магнитному полю оборудование, если пороговое значение магнитной индукции равно мкТл.
3) Сделать выводы.
Таблица 1
Варианты задания
Первая буква фамилии
А–В
Г–Ё
Ж–К
Л–М
О–Р
С–У
Ф–Ч
Ш–Я
№ варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
, м
0,9
1,0
1,1
1,2
0,9
1,0
1,1
1,2
, м
5
7
8
10
12
10
8
7
, кА
4
5
6
7
8
5
6
7
Рекомендации по выполнению задания
Индукция магнитного поля двухпроводной линии на прямой равна
, (1.1)
где – магнитная постоянная, причем Гн/м. Последнее приближённое равенство справедливо при , что выполняется в рассматриваемых условиях.
Из приведенного соотношения можно выразить и тем самым решить второе задание:
. (1.2)
Выводы следует написать по каждому пункту задания.
Практическое задание 2
Лекция 7. Механизм связи между источником и приёмником помех
Задание
1) Определить границу дальней зоны для электромагнитного излучателя с частотой . Значения частоты приводятся в табл.2 по вариантам (выбор варианта осуществляется по первой букве фамилии).
2) Сделать выводы.
Таблица 2
Варианты задания
Первая буква фамилии
А–В
Г–Ё
Ж–К
Л–М
О–Р
С–У
Ф–Ч
Ш–Я
№ варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
,МГц
5
10
15
20
25
35
40
45
,МГц
500
100
150
200
250
350
400
450
Рекомендации по выполнению задания
При выполнении задания следует руководствоваться материалом лекции 7, где указывается, что электромагнитная волна считается сформировавшейся в дальней зоне излучателя на расстоянии от него ,а в табл.18 приведены соотношения между частотой, длиной волны и расстоянием .
Связь между частотой и длиной волны электромагнитного излучения в воздухе определяется формулой
, (2.3)
где м/с – скорость света в вакууме.
Границу дальней зоны определяем по формуле
. (2.4)
Практическое задание 3
Лекция 9. Теория экранирования
Задание
Цилиндрический магнитный экран внесён в однородное магнитное поле с напряжённостью (рис.2). Параметры экрана: – внутренний радиус, – внешний радиус, – магнитная проницаемость материала экрана. Значения величин приводятся в табл.3 по вариантам (выбор варианта осуществляется по первой букве фамилии).
Рис.2. Магнитное экранирование
1) Определить эффективность экранирования, вычислив коэффициент экранирования
, (3.5)
где – напряжённость магнитного поля внутри экранируемой области.
2)Определить также величину, обратную коэффициенту экранирования
. (3.6)
3)Выразить коэффициент экранирования в децибелах.
4) Найти напряжённость магнитного поля внутри экранируемой области.
5) Сделать выводы.
Таблица3
Варианты задания
Первая буква фамилии
А–В
Г–Ё
Ж–К
Л–М
О–Р
С–У
Ф–Ч
Ш–Я
№ варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
, А / м
10
12
15
17
20
22
25
27
, см
13
15
17
19
21
23
25
27
, см
13,5
15,5
17,5
19,5
22
24
26
27
500
600
700
800
550
650
или напишите нам прямо сейчас
750
850
Рекомендации по выполнению задания
При выполнении задания следует руководствоваться материалом лекции 9, где даны соответствующие формулы (11), (12) и пример расчета коэффициента экранирования для цилиндрического экрана.
Для выражения коэффициента экранирования в децибелах служит формула (24) текста учебника.
Напряжённость магнитного поля внутри экранируемой области можно найти с помощью формулы
. (3.7)
Выводы следует написать по каждому пункту задания.
Практическое задание 4
Лекция 9. Теория экранирования
Задание
Плоская электромагнитная волна с частотой распространяется в однородной проводящей среде с параметрами , (рис.3), где – относительная магнитная проницаемость среды, – удельная проводимость. Значения величин приводятся в табл.4 по вариантам (выбор варианта осуществляется по первой букве фамилии).
Рис.3. Распространение плоской электромагнитной
волны в однородной проводящей среды
1) Определить глубину проникновения .
2) Найти длину волны в воздухе и длину волны в металле .
3) Вычислитьтолщину стенки экрана, обеспечивающего уменьшение напряжённости электрического поля электромагнитной волны на дБ.
4)Сделать выводы.
Таблица 4
Варианты задания
Первая буква фамилии
А–В
Г–Ё
Ж–К
Л–М
О–Р
С–У
Ф–Ч
Ш–Я
№ варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
100
МГц
10
МГц
1
МГц
100
кГц
200
МГц
20
МГц
2
МГц
200
кГц
1
100
500
1000
1
100
500
1000
, МСм / м
10
20
30
40
40
30
20
10
, дБ
20
25
30
35
40
45
50
55
Рекомендации по выполнению задания
При выполнении задания следует руководствоваться материалом лекции 9, где даны соответствующие формулы (15), (19) и примерыглубины проникновения.
Связь между частотой и длиной волны электромагнитного излучения в воздухе определяется формулой
, (4.8)
где м/с – скорость света в вакууме.
Длина волны в металле рассчитывается через глубину проникновения:
. (4.9)
Для вычисления толщины стенки экрана, обеспечивающего уменьшение напряжённости электрического поля электромагнитной волны на дБ, первоначально следует найти отношение
, (4.10)
где – напряжённость электрического поля до экрана;
– напряжённость электрического поля после экрана.
Требуемая толщина находится по формуле
. (4.11)
Выводы следует написать по каждому пункту задания.
Практическое задание 5
Лекция 10. Заземление
Задание
Одиночный стержневой вертикальный заземлитель круглого сечения диаметром и длиной показан на рис.4. Через заземлитель протекает ток . Удельное сопротивление грунта .Значения величин приводятся в табл.5 по вариантам (выбор варианта осуществляется по первой букве фамилии).
Рис.4.Одиночный стержневой вертикальный заземлитель
1) Определить потенциал заземлителя при протекании тока .
2) Определить сопротивление заземлителя .
3) Построить график распределения потенциала по поверхности земли вокруг стержневого заземлителя в относительных единицах, приняв за базисный потенциал – потенциал заземлителя , а за базисное расстояние – длину стержня .
4) Определить шаговое напряжение на расстояниях м, м, м от заземлителя. Принять длину шага равной м.
5) Сделать выводы.
Таблица 5
Варианты задания
Первая буква фамилии
А–В
Г–Ё
Ж–К
Л–М
О–Р
С–У
Ф–Ч
Ш–Я
№ варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
, см
4
4,5
5
5,5
4
4,5
5
5,5
, м
2
2,5
3
3,5
4
3,5
3
2,5
, Ом · м
40
60
80
100
50
70
90
80
, кА
1
1,5
2
2,5
1,2
1,6
1,3
1,7
Рекомендации по выполнению задания
Потенциал на поверхности земли вокруг стержневого заземлителя определяется по формуле
, (5.1)
где – расстояние от заземлителя до точки наблюдения (рис.4).
Отсюда можно получить приближённую формулу для потенциала заземлителя, если положить и пренебречь под корнем величиной по сравнению с (т.к. диаметр стержня много меньше его длины):
. (5.2)
Сопротивление заземлителя
. (5.3)
Введем относительные значения потенциала
(5.4)
и расстояния
. (5.5)
Тогда зависимость потенциала на поверхности земли от расстояния в относительных единицах принимает вид
. (5.6)
Эту функцию следует использовать для построения графика распределения потенциала по поверхности земли вокруг стержневого заземлителя, предварительно вычислив постоянную величину , и затем, подставляя в формулу различные значения ,результаты свести в таблицу и на её основе построить график. Заготовка таблицы представлена табл.6. В пределах от до график имеет вид горизонтальной линии, т. к. металлический стержень эквипотенциален.
Таблица6
Шаблон для построения зависимости потенциала на поверхности земли от расстояния и нахождения шагового напряжения
или напишите нам прямо сейчас
