Неравномерность распределения тока по сечению проводника и возрастание вследствие
этого тепловых потерь происходят также под влиянием тока, проходящего по соседнему
проводнику. Это явление носит название эффекта близости.
Кроме того, переменное магнитное поле наводит в окружающей проводник проводящей
среде вихревые токи, что вызывает дополнительную потерю энергии на нагрев.
К этому можно еще
добавить излучение в пространство электромагнитной энергии,
наблюдаемое при высоких частотах и вызывающее дополнительное увеличение сопротивления.
Вследствие наличия магнитного и электрического полей проводник наряду с
сопротивлением имеет некоторую индуктивность и емкость.
Вычисление сопротивления, индуктивности и емкости проводника с учетом указанных,
выше факторов относится к задачам теории поля.
Рассмотрим простейшую индуктивную катушку
в виде нескольких круговых витков
проводника, по которому проходит ток.
При постоянном токе напряжение на зажимах катушки определится величиной падения
напряжения на ее сопротивлении и ток во всех точках витков будет одинаковым.
При переменном же токе изменяющееся магнитное поле будет наводить в витке Э.Д.С.
самоиндукции. Между витками, так же
как и между отдельными точками смежных витков,
электрическое поле станет переменным. В связи с этим ток в различных витках будет не-
одинаковым, так как появится ток смещения между витками. Чем выше частота переменного тока,
тем больше будут Э.Д.С. самоиндукции и ток смещения. При низких частотах током смещения
можно
пренебречь; при высоких же частотах ток смещения, обусловленный изменением
напряженности электрического поля, может быть соизмерим по величине с током в витках или
даже может превышать его. Таким образом, в зависимости от выбранного диапазона частот ин-
дуктивная катушка может быть представлена либо как сопротивление
, либо как индуктивность
с последовательно включенным сопротивлением
L
, либо как индуктивность и
сопротивление
L
, соединенные параллельно с емкостью
C
.
Рис. 2.6.4.Электрические схемы замещения индуктивной катушки
а – при постоянном токе; b – при низких частотах; с – при высоких частотах
Если катушка имеет много витков, то проходящий через нее ток создает магнитный поток,
пропорциональный числу витков. Считая, что этот магнитный поток сцеплен со всеми витками
катушки, приходим к выводу, что потокосцепление самоиндукции и
соответственно
индуктивность катушки пропорциональны квадрату числа витков.
Рис.2.6.5. Электрическая
схема замещения
конденсатора
Рассмотрим плоский конденсатор, состоящий из двух параллельных
пластин, разделенных диэлектриком. При постоянном напряжении и
идеальном диэлектрике тока в цепи не будет. Если напряжение
переменно, то в процессе изменения электрического заряда
возникает переменный ток, создающий переменное магнитное
поле. Эффект, вызываемый магнитным полем, может быть учтен
в электрической схеме замещения с помощью некоторой
индуктивности, включенной последовательно с емкостью конденсатора. Обычно этой индуктив-
ностью пренебрегают из-за ее относительной малости. Наконец, в диэлектрике благодаря
59