Вопрос???

Сообщение №14359 от Inc 05 ноября 2002 г. 12:44
Тема: Вопрос???

Прочитал в статье, что для того чтобы уменьшить воздействие внешних магнитных полей, экран экранированного кабеля заземляют с двух концов, получается токовая петля, при воздействии внешнего магнитного поля, в петле будет наводиться ток, такой по направлению, что магнитный поток образовавшийся от этого тока, будет направлен на внешнее магнитное поле, которое вызвало ток в петле, т.е. как бы гасить его. Так вот вопрос, это когда поле будет возрастать, а когда оно начнет убывать, то возникнет ток который наоборот будет стремиться поддержать убывающий магнитный поток. В чем защита? Или только на половину? Тем более даже для случая возрастания, там же вроде сдвиг по фазе временной, правильно? Т.е. получается что противодействие не сразу возникает. Или не так?


Отклики на это сообщение:

> Прочитал в статье, что для того чтобы уменьшить воздействие внешних магнитных полей, экран экранированного кабеля заземляют с двух концов, получается токовая петля, при воздействии внешнего магнитного поля, в петле будет наводиться ток, такой по направлению, что магнитный поток образовавшийся от этого тока, будет направлен на внешнее магнитное поле, которое вызвало ток в петле, т.е. как бы гасить его. Так вот вопрос, это когда поле будет возрастать, а когда оно начнет убывать, то возникнет ток который наоборот будет стремиться поддержать убывающий магнитный поток. В чем защита? Или только на половину? Тем более даже для случая возрастания, там же вроде сдвиг по фазе временной, правильно? Т.е. получается что противодействие не сразу возникает. Или не так?


От физики не убежишь.
E_ind ~ -dФ/dt
ЭДС индукции всегда будет препятствовать изменению потока, увеличивать его или уменьшать при разных знаках производной,

Пусть Ф~cos(wt+a)
E_ind~ -sin(wt+a) = cos(wt+a+pi/2)

На лицо и фазовый сдвиг между возмущением и откликом.

Ответ на Ваш - Вы правы.

А теперь некоторые мои сообржения.

Есть еще один закон( закон сохранения магнитного потока):

I=E_ind/R ~ (1/R) dФ/dt
Как видите, при R=0 должно быть dФ/dt = 0, иначе реализовалась бы нефизичная ситуация - бесконечный ток. Т.е. поток сохраняется.

Может в этом дело? Вы там не про сверхпроодимость читаете случаем (R=0 там как раз)?



> > Прочитал в статье, что для того чтобы уменьшить воздействие внешних магнитных полей, экран экранированного кабеля заземляют с двух концов, получается токовая петля, при воздействии внешнего магнитного поля, в петле будет наводиться ток, такой по направлению, что магнитный поток образовавшийся от этого тока, будет направлен на внешнее магнитное поле, которое вызвало ток в петле, т.е. как бы гасить его. Так вот вопрос, это когда поле будет возрастать, а когда оно начнет убывать, то возникнет ток который наоборот будет стремиться поддержать убывающий магнитный поток. В чем защита? Или только на половину? Тем более даже для случая возрастания, там же вроде сдвиг по фазе временной, правильно? Т.е. получается что противодействие не сразу возникает. Или не так?

>
> От физики не убежишь.
> E_ind ~ -dФ/dt
> ЭДС индукции всегда будет препятствовать изменению потока, увеличивать его или уменьшать при разных знаках производной,

> Пусть Ф~cos(wt+a)
> E_ind~ -sin(wt+a) = cos(wt+a+pi/2)

> На лицо и фазовый сдвиг между возмущением и откликом.

> Ответ на Ваш - Вы правы.

> А теперь некоторые мои сообржения.

> Есть еще один закон( закон сохранения магнитного потока):

> I=E_ind/R ~ (1/R) dФ/dt
> Как видите, при R=0 должно быть dФ/dt = 0, иначе реализовалась бы нефизичная ситуация - бесконечный ток. Т.е. поток сохраняется.

> Может в этом дело? Вы там не про сверхпроодимость читаете случаем (R=0 там как раз)?


Да нет, вроде дело житейское. Двухсторонее заземление экрана кабеля, для устранения воздействия внешних магнитных полей. Применяемое, как написано, при проводке кабеля в электрически грязных средах, ну т.е. с сильными магнитными полями. Да вроде бы и суть в том чтобы магнитный поток наоборот устранить..., как я понял.
Может быть хотят убить пусть не всего "зайца", но хотябы какую то его часть...?


> В чем защита?

Как Вы понимаете, защищается сигнальный провод (тот, что внутри экрана) и защищается он от внешних наводок.

Возьмите, например, такую схему: Есть магнитная головка, по которой ползет лента. В результате на контактах головки возникает ма-аленькая ЭДС, которую надо подать на вход усилителя. Допустим, один контакт головки сразу идет на массу. Соответственно, один из входов усилителя тоже сразу идет на массу. Проблема только в том, чтобы соединить второй контакт головки со вторым входом усилителя. Если их просто соединить неэкранированным проводом, то такая система будет очень чувствительна к внешним электромагнитным помехам. Скажем, если между массой и сигнальным проводом возникает переменный магнитный поток (например, от находящейся поблизости проводки), то в контуре "масса" - "головка" - "сигнальный провод" - "училитель" - "масса" наведется не маленькая паразитная ЭДС, которая наверняка забьет полезный сигнал.

Давайте теперь заэкранируем сигнальный провод таким образом, чтобы экран заканчивался обрывами около головки и около входа усилителя. Изменит ли это картину помех? Не так уж сильно. Смотрите, что происходит при изменении магнитного потока в контуре "масса" - "головка" - "сигнальный провод" - "училитель" - "масса": ЭДС по-прежнему наводится. Конечно, в начальный момент под ее действием вдоль экрана начинает течь ток, но этот ток упирается в обрывы на концах экрана. Т.е. на концах экрана возникают заряды => в экране возникает электрическое поле, направленное против внешней ЭДС. В конце концов (и это наступит очень быстро) внутри экрана внешняя ЭДС будет полностью скомпенсирована и ток перестанет течь. Т.е. с точки зрения токов ситуация будет выглядеть так, будто никакого экрана и нет: ЭДС наводки будет действовать на сигнальный провод без помех.

А теперь давайте замкнем оба конца экрана на массу (в непосредственной близости от контактов головки с одной стороны и от входов усилителя - с другой). Теперь, если вдруг в контуре "масса" - "головка" - "сигнальный провод" - "училитель" - "масса" возникнет изменяющийся магнитный поток, под действием возникшей ЭДС в контуре "масса" - "экран" - "масса" потечет ток, которому уже ничто не будет мешать (цепь замкнута). Именно этот ток скомпенсирует практически любые внешние э/м поля, которые иначе могли бы проникнуть под экран.

Действительно, суммарный магнитный поток (учитывая поток, создаваемый током в экране) будет практически нулевым: любые попытки его изменения будут приводить к противотоку в экране. (Конечно, к постоянной составляющей потока это не относится. Из-за активного сопротивления экрана, как бы оно ни было мало, постоянный противоток в экране со временем затухнет. Но постоянная составляющая потока никому и не мешает, поскольку ЭДС не создает). Таким образом, наводка в сигнальной цепи теперь будет определяться только магнитными потоками через контуры "соединение экрана с заземленным контактом головки" - "головка" - "неэкранированный кусок сигнального провода около головки" и "соединение экрана с заземленным входом усилителя" - "усилитель" - "неэкранированный кусок сигнального провода около усилителя". Но эти контуры всегда стараются сделать очень маленькими.


> > В чем защита?

> Как Вы понимаете, защищается сигнальный провод (тот, что внутри экрана) и защищается он от внешних наводок.

> Возьмите, например, такую схему: Есть магнитная головка, по которой ползет лента. В результате на контактах головки возникает ма-аленькая ЭДС, которую надо подать на вход усилителя. Допустим, один контакт головки сразу идет на массу. Соответственно, один из входов усилителя тоже сразу идет на массу.

Сразу виден ответ теоретика.
Так никогда не делают.
Слабый сигнал от головки к усилителю отводится двумя проводами.
И желательно скрученными.


> Сразу виден ответ теоретика.
> Так никогда не делают.
> Слабый сигнал от головки к усилителю отводится двумя проводами.
> И желательно скрученными.

Как практик могу Вам ответить, что и сам неоднократно поступал и так, и эдак, и в изделиях других наблюдал оба способа. Кстати, могу Вам кое-что порассказать и о практике в области техники сантиметрового и миллиметрового диапазоноав. Но вопрос-то был о заземлении экрана, а не о витой паре.


> > > В чем защита?

> > Как Вы понимаете, защищается сигнальный провод (тот, что внутри экрана) и защищается он от внешних наводок.

> > Возьмите, например, такую схему: Есть магнитная головка, по которой ползет лента. В результате на контактах головки возникает ма-аленькая ЭДС, которую надо подать на вход усилителя. Допустим, один контакт головки сразу идет на массу. Соответственно, один из входов усилителя тоже сразу идет на массу.

> Сразу виден ответ теоретика.
> Так никогда не делают.
> Слабый сигнал от головки к усилителю отводится двумя проводами.
> И желательно скрученными.

Сразу виден ответ так же теоретика.
И так для слабых сигналов никогда не делают.
> Слабый сигнал от головки к усилителю отводится двумя проводами.
> И желательно скрученными.
Это действительно так, только Вы забыли указать, что указанные провода подключают к дифференциальному усилителю.
Слабый сигнал поступает на вход усилителя в виде противофазного , а помеха в виде синфазного сигнала. Дифференциальный же усилитель усиливая противофазный сигнал ослабляет синфазный. (Коэффициент подавления для такого усилителя достаточно большой, порядка 60 дб).


> Прочитал в статье, что для того чтобы уменьшить воздействие внешних магнитных полей, экран экранированного кабеля заземляют с двух концов, получается токовая петля, при воздействии внешнего магнитного поля, в петле будет наводиться ток, такой по направлению, что магнитный поток образовавшийся от этого тока, будет направлен на внешнее магнитное поле, которое вызвало ток в петле, т.е. как бы гасить его. Так вот вопрос, это когда поле будет возрастать, а когда оно начнет убывать, то возникнет ток который наоборот будет стремиться поддержать убывающий магнитный поток. В чем защита? Или только на половину? Тем более даже для случая возрастания, там же вроде сдвиг по фазе временной, правильно? Т.е. получается что противодействие не сразу возникает. Или не так?

Так поступают только для защиты от переменных магнитных полей
(точнее, электромагнитных).
Вы правильно заметили: вихревые токи препятствуют как росту, так и убыванию
магнитного потока.
От постоянного магнитного поля заземление не защищает.
Кабель и не нужно от него защищать.
Для защиты устройств от постоянного магнитного поля нужно в качестве экрана
вместо медной оплетки использовать экран из ферромагнетика с высокой
магнитной проницаемостью.


> > В чем защита?

> Как Вы понимаете, защищается сигнальный провод (тот, что внутри экрана) и защищается он от внешних наводок.

> Возьмите, например, такую схему: Есть магнитная головка, по которой ползет лента. В результате на контактах головки возникает ма-аленькая ЭДС, которую надо подать на вход усилителя. Допустим, один контакт головки сразу идет на массу. Соответственно, один из входов усилителя тоже сразу идет на массу. Проблема только в том, чтобы соединить второй контакт головки со вторым входом усилителя. Если их просто соединить неэкранированным проводом, то такая система будет очень чувствительна к внешним электромагнитным помехам. Скажем, если между массой и сигнальным проводом возникает переменный магнитный поток (например, от находящейся поблизости проводки), то в контуре "масса" - "головка" - "сигнальный провод" - "училитель" - "масса" наведется не маленькая паразитная ЭДС, которая наверняка забьет полезный сигнал.

> Давайте теперь заэкранируем сигнальный провод таким образом, чтобы экран заканчивался обрывами около головки и около входа усилителя. Изменит ли это картину помех? Не так уж сильно. Смотрите, что происходит при изменении магнитного потока в контуре "масса" - "головка" - "сигнальный провод" - "училитель" - "масса": ЭДС по-прежнему наводится. Конечно, в начальный момент под ее действием вдоль экрана начинает течь ток, но этот ток упирается в обрывы на концах экрана. Т.е. на концах экрана возникают заряды => в экране возникает электрическое поле, направленное против внешней ЭДС. В конце концов (и это наступит очень быстро) внутри экрана внешняя ЭДС будет полностью скомпенсирована и ток перестанет течь. Т.е. с точки зрения токов ситуация будет выглядеть так, будто никакого экрана и нет: ЭДС наводки будет действовать на сигнальный провод без помех.

> А теперь давайте замкнем оба конца экрана на массу (в непосредственной близости от контактов головки с одной стороны и от входов усилителя - с другой). Теперь, если вдруг в контуре "масса" - "головка" - "сигнальный провод" - "училитель" - "масса" возникнет изменяющийся магнитный поток, под действием возникшей ЭДС в контуре "масса" - "экран" - "масса" потечет ток, которому уже ничто не будет мешать (цепь замкнута). Именно этот ток скомпенсирует практически любые внешние э/м поля, которые иначе могли бы проникнуть под экран.

> Действительно, суммарный магнитный поток (учитывая поток, создаваемый током в экране) будет практически нулевым: любые попытки его изменения будут приводить к противотоку в экране. (Конечно, к постоянной составляющей потока это не относится. Из-за активного сопротивления экрана, как бы оно ни было мало, постоянный противоток в экране со временем затухнет. Но постоянная составляющая потока никому и не мешает, поскольку ЭДС не создает). Таким образом, наводка в сигнальной цепи теперь будет определяться только магнитными потоками через контуры "соединение экрана с заземленным контактом головки" - "головка" - "неэкранированный кусок сигнального провода около головки" и "соединение экрана с заземленным входом усилителя" - "усилитель" - "неэкранированный кусок сигнального провода около усилителя". Но эти контуры всегда стараются сделать очень маленькими.

Спасибо. Все что вы написали, все это мне понятно, вопрос был немножко не в этом. Я спросил почему происходит защита, если есть сдвиг по фазе между потоками, допустим пусть у нас внешний поток будет сos, то поток который возникнет в результате изменения внешнего,будет сдвинут на Pi/2, так или нет? В сумме же не будет нуля. Или я ошибаюсь? Вот тут мне не очень понятно. И потом когда внешний поток будет убывать, то возникнет поток от тока в контуре, который будет его поддерживать... Может я что то не так понимаю? И еще вот если очень детально рассмотреть, допустим в вашем примере,
Когда экран замассирован с 2 концов. Начал меняться магнитный поток через контур, ведь есть 2 контура, 1 контур - "1 конец экрана" - "Масса" - "2 конец экрана". И 2 контур "головка"-"масса"-"усилитель"-"сигнальный провод".
2 контура, и почему то контур с экраном обладает привилегией? Т.е. именно в нем замыкаются токи, а не в другом 2м контуре. Вы наверное скажете ведь сопротивления конутров очень различаются, тот что с экраном обладает очень малым сопротивлением, но ведь ток сначала должен возникнуть, чтобы получилось магнитное поле направленное на внешнее, поэтому наверное в первоначальный момент, токи будут наводиться и в 1м и во 2м контуре. Тем более есть сдвиг на Pi/2. Вобщем что скажете?


> Спасибо. Все что вы написали, все это мне понятно, вопрос был немножко не в этом. Я спросил почему происходит защита, если есть сдвиг по фазе между потоками, допустим пусть у нас внешний поток будет сos, то поток который возникнет в результате изменения внешнего,будет сдвинут на Pi/2, так или нет? В сумме же не будет нуля. Или я ошибаюсь? Вот тут мне не очень понятно. И потом когда внешний поток будет убывать, то возникнет поток от тока в контуре, который будет его поддерживать... Может я что то не так понимаю?

Если Вы говорите о гармоническом (т.е. синусоидальном) сигнале (точнее, в данном случае - о наводке), то сдвиг π/2 имеет место между током и напряжением на реактивной нагрузке. Магнитный же поток с током связан напрямую (с поправкой на "ток смещения"). Если мы разорвем контур, то разность потенциалов на разрыве будет действительно сдвинута на π/2 по отношению к потоку. Но цень замкнута, т.е. разность потенциалов не может возникнуть. А что это значит? ЭДС в контуре равна производной потока по времени. Поскольку ЭДС=0, значит и производная потока по времени равна нулю. Т.е. суммарный поток через контур не может меняться: в контуре всегда будет возникать ток, связанный с которым магнитный поток скомпенсирует изменение внешнего потока.

Примерно так работает трансформатор: ток во вторичной обмотке почти всегда противофазен току первичной обмотки, таким образом, чтобы суммарный магнитный поток в катушке был не слишком велик. Это правило нарушается только тогда, когда трансформатор находится в режиме холостого хода или близком к нему (т.е. когда вторичная обмотка не замкнута через нагрузку). Впрочем, на холостом ходу ток (в первичной обмотке) просто достаточно мал, это объясняется высоким реактивным сопротивлением катушки.

> И еще вот если очень детально рассмотреть, допустим в вашем примере. Когда экран замассирован с 2 концов. Начал меняться магнитный поток через контур, ведь есть 2 контура, 1 контур - "1 конец экрана" - "Масса" - "2 конец экрана". И 2 контур "головка"-"масса"-"усилитель"-"сигнальный провод". 2 контура, и почему то контур с экраном обладает привилегией? Т.е. именно в нем замыкаются токи, а не в другом 2м контуре. Вы наверное скажете ведь сопротивления конутров очень различаются, тот что с экраном обладает очень малым сопротивлением, но ведь ток сначала должен возникнуть, чтобы получилось магнитное поле направленное на внешнее, поэтому наверное в первоначальный момент, токи будут наводиться и в 1м и во 2м контуре.

Да, все дело в сопротивлении контуров. Контур экрана обладает очень малым сопротивлением, практически нулевым. А сопротивление сигнального контура довольно велико. С точки зрения ЭДС наводки эти два контура представляют собой параллельно подключенные нагрузки. Так что низкое сопротивление экрана практически шунтирует сигнальный контур. Это похохе на трансформатор с двумя вторичными обмотками: если одну из них замкнуть, то и на нагрузке, подключенной к другой вторичной обмотке, практически не будет никакого напряжения.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100