Скин-эффект

Аномальный скин-эффект . Из равенства (21.8) вытекает, что сопротивление очень тонкой проволоки при а/1 < 1 равно [c.209]

Основная трудность, с которой сталкиваются в работах по аномальному скин-эффекту (независимо от специфических затруднений, связанных с использованием высокочастотной техники), состоит в том, что результаты измерений чрезвычайно сильно зависят от состояния поверхности металлического образца. Так как измеряемое сопротивление определяется по существу свой- [c.209]

Физические соображения, приводящие к условию А = 0 вне поверхности при диффузном рассеянии, аналогичны тем, которые упоминались в п. 17 в связи с аномальным скин-эффектом. Электроны в этом случае покидают поверхность совершенно беспорядочно, как если бы они приходили из пространства, в котором отсутствует поле. Вывод, основанный на теории возмущений, приводит к тому же результату (см. п. 22). Если происходит диффузное рассеяние, то матрица плотности для двух точек внутри тела будет та же, что и для бесконечной среды, но она, разумеется, обращается в нуль, если одна точка лежит внутри тела, а другая—снаружи. Таким образом, интегрирование нужно проводить по физическому объему. Так как в теорию входят производные от матрицы плотности, а матрица плотности терпит разрыв на поверхности, возможно, что нужно добавить некоторый поверхностный интеграл. Во всяком случае, такой интеграл необходим для удовлетворения граничных условий, если на поверхности задано Если же интеграл по объему удовлетворяет естественному граничному условию (/j = 0 на поверхности), то никакого поверхностного интеграла добавлять не требуется. Если объемный интеграл и приводит к отличному от нуля току, текущему к поверхности, то поток от поверхности не может быть полностью беспорядочным и нельзя удовлетворить всем условиям, положив А = 0 вне поверхности, В этом случае необходимо прибавить поверхностный интеграл. [c.723]

Зная (О и а, можно определить глубину проникновения б излучения в металлическую среду (так называе-мую толщину скин-слоя при нормальном скин-эффекте), пользуясь уравнением [c.767]

Проникая в проводящую среду, переменное магнитное поле наво-, дит в ней токи и вызывает появление ЭМС, затухая по мере углубления в среду вследствие скин-эффекта. При этом поле передает среде мощность, поверхностная плотность которой равна активной составляю- [c.23]

При переменном токе проявляется скин-эффект, создающий неоднородность распределения сил, дополнительно увеличивающую rot F. [c.49]

Наконец, Био [13] развил новые методы динамического анализа многослойных ортотропных вязкоупругих пластин. Он учел как высокие градиенты напряжений вблизи поверхности анизотропного материала ( скин-эффект ), так и эффекты микроструктуры (используя моментные напряжения). [c.176]

Взаимодействие переменного электромагнитного поля с ферромагнитным металлом вызывает в датчике два эффекта увеличение индуктивности из-за уменьшения рассеяния магнитного поля, зависящего от величины магнитной проницаемости и магнитного сопротивления, и уменьшение индуктивности и рост потерь, что -вызвано действием вихревых токов. При ярко выраженном скин-эффекте на частотах в десятки и сотни килогерц превалируют вихревые токи. На низких частотах (до 100— 200 гц) влияние вихревых токов значительно меньше. [c.104]

Биметаллическая проволока сталь—медь обладает относительно высокой электропроводностью и повышенными механическими свойствами. Эффективность ее применения увеличивается с повышением частоты тока вследствие скин-эффекта. [c.289]

Наряду с этим применение токов высокой частоты для нагрева трубки представляет еще одно преимущество. Благодаря скин-эффекту эти токи протекают в тонком поверхностном слое трубки, выделение тепла сосредотачивается полностью в этом слое. Поэтому ввиду малости градиента температуры по толщине стенки температуры внутри трубки и на ее поверхности практически не будут отличаться друг от друга. Это обстоятельство облегчает определение температуры наружной поверхности она может быть измерена термопарой, помещенной внутрь трубки. Последнее уменьшает погрешности измерений, что при решении поставленной задачи играет немаловажное значение. [c.213]

Формула (1-19) описывает изменение отражательной способности металлов в зависимости от оптических констант п и %. При этом следует иметь в виду, что показатель поглощения % характеризует здесь не истинное поглощение, связанное с переходом электромагнитной энергии в теплоту, а затухание, связанное в основном со скин-эффектом. Из падающего на поверхность металла излучения поглощается и переходит в джоулево тепло весьма незначительная часть энергии поля. Основная доля падающей энергии отражается обратно в окружающую среду. Это отражение связано с интенсивным излучением электронами металла вторичных волн под действием поля падающей волны. [c.23]

Причина этого положения с точки зрения одного из нас (А. С. Ахматов) заключается в том, что современная теория скин-эффекта иг- [c.200]

К ОБОСНОВАНИЮ ТЕОРИИ СКИН-ЭФФЕКТА РЕАЛЬНОГО МЕТАЛЛА КАК СТРУКТУРНОГО ТЕЛА [c.202]

Теория скин-эффекта в ее современном состоянии рассматривает металл как идеализированную гомогенную среду, игнорируя, таким образом, его свойства как твердого тела со сложной и разнообразной структурой. [c.202]

В связи с этим не подлежит сомнению, что структура, особенно ферро-магнитных металлов и сплавов, имеет определенное влияние на механизм скин-эффекта как электромагнитного процесса, протекающего в них. Это влияние прежде всего должно выражаться в структуризации металлом первичного, в частном случае однородного, магнитного поля. [c.202]

ОБЪЕМНАЯ ФУНКЦИЯ СКИН-ЭФФЕКТА [c.203]

Обратимся теперь к характеристике физических явлений, составляющих основу структурной теории скин-эффекта. [c.203]

МИКРО-СКИН-ЭФФЕКТ [c.208]

В-третьих, при определенных условиях в металлах наблюдается так называемый аномальный скип-эффект (пли новый вид скин-эффекта ), который правильнее было бы называть масштабным эффектом при высокой частоте. В этом случае в рассмотрение вводится размер 8, который соответствует глубине проникновения высокочастотного магнитного поля в металл. До тех пор пока //о<1, справедлива классическая теория, и сопротивление образца, связанное со скин-эффектом , может быть вычислено обычным путем. Однако при важную ро.яь в этом явлепип начинает играть средняя длина свободного пробега, и создается положение, в значительной степени аналогичное тому, при котором проявляется нормальный масштабный эффект. Для изучения этого явления снова возникает необходимость проводить измерения в низкотемпературной области. [c.204]

Интерпретация экспериментов по измерению сопротивления ) очень затруднительна по двум причинам. Первая из них связана с тем, что в сверхпроводящем состоянии проводимость обусловлена только нормальными электро 1амц, вследствие чего для вычисления о необходимо использовать двухжидкостную модель. Вторым источником трудностей является сложность теории проводимости даже для нормального состояния, что объясняется очень большой длиной свободного пробега электронов в нормальном состоянии по сравнению с глубиной скин-слоя. В результате для описания нормальной проводимости необходимо пользоваться более сложной теорией аномального скин-эффекта [178]. Таким образом, для объяснения рассмотренных экспериментов необходимо применить двухжидкостиую модель к усложненной теории проводимости. Поэтому мы можем рассчитывать лишь на качественное соответствие теории и опыта. В частности, нужно отметить, что наблюдаемая на опыте зависимость поверхностного сопротивления от частоты противоречит теории (см. гл. IX, п. 34). [c.649]

Экспериментальные доказательства необходимости упомянутой связи не очень многочисленны, но весьма убедительны. Во-первых, это—изменение глубины проникновения магнитного поля с концентрацией примесей индия (последняя изменяется от нуля до 3% см. гл. VIII). Наблюдалось уменьшение глубины проникновения почти в 2 раза, хотя в критической температуре не было заметно почти никакого изменения. По мнению Пиннарда, изменение глубины проникновения поля означает уменьшение длины свободного пробега электронов благодаря наличию примесей атомов индия и соответствующее уменьшение длины когерентности. Во-вторых, это—изменение глубины проникновения поля в монокристалле олова в зависимости от его ориентации ). Глубина проникновения имеет максимум, когда угол 6 между осью кристалла и осью четвертого порядка равен 60° и уменьшается для всех других углов (см. гл. VIИ). Это изменение не может быть объяснено предположением о тензорном характере параметра Л в уравнении Лондона, поскольку такое предполоягение приводило бы к монотонной зависимости от величины угла. Пиппард наблюдал соответствующее изменение в высокочастотном сопротивлении нормального олова, что опять не может быть объяснено простым учетом тензорного характера проводимости для объяснения приходится привлекать теорию аномального скин-эффекта. В последнем случае средняя длина свободного пробега электрона больше толщины скин-слоя, так что электрическое поле, действующее на электрон, существенно изменяется на протяжении длины свободного пробега. В-третьих, это—зависимость глубины проникновения поля от параметров металла данная зависимость будет рассмотрена позднее с позиции модифицированной теории Пиппарда (см. п. 26). [c.705]

Теория Пиппарда. По апа.тюгии с выражением Чемберса для тока в случае аномального скин-.эффекта Пиппард [52] считает, что уравнение Лондона (I) может быть заменено следующим [c.707]

Решение (18.5) находится способом, напоминающим метод, примененный Рейтером и сондгеймером для решения аналогичного уравнения, описывающего скин-эффект. Глубина проникновения поля в предположении [c.707]

До сих пор единственным случаем, в котором было получено решение, является проникновение поля в тело с плоской границей. Здесь А и j можно выбрать нараллельными границе. Глубина проникновения, вычисленная Пиппардом по методу, аналогичному использовавшемуся в теории аномального скин-эффекта, дается формулой (24.2). [c.723]

Подобное выражение было получено Рейтером и Зондгеймером в теории аномального скин-эффекта. [c.724]

При частотах порядка (Оцр. возможны квантовые эффекты, так как энергия кванта в этом случае будет порядка энергетической щели. Когда ш>( кр.г возбуждения в сверхпроводящем состоянии ничем не отличаются от возбуждений в нормальном состоянии, н поэтому можно ожидать, что при этих частотах будет справедливо выражение Чэмберса (17.5) для случая аномального скин-эффекта. Это выражение можно записать в виде, подобном формуле (26.4) [c.728]

При интерпретации экспериментальных данных но сверхпроводникам обычно используется двухжидкостпая модель. Электрическое поле, возникающее за счет изменения во времени магнитного поля в области проникновения, действует на нормальную компоненту и вызывает потери. Впервые эта задача была рассмотрена Лондоном [108] впоследствии Пиппард [109] отметил, что в большинстве экспериментов средняя длина свободного пробега больше, чем глубина проникновения, и дал полуколнчественную теорию, учитывающую этот факт. Математическая теория аномального скин-эффекта была развита Рейтером и Зондгеймером [51], а также Максвеллом, Маркусом и Слэтером [110]. [c.751]

Второй вопрос, который возникает при наличии границы, связан с характером отражения возбуждений от границы. Как известно, в некоторых задачах, например в задаче об аномальном скин-эффекте [13], в двух предельных случаях — зеркальном и диффузном— долучаются незначительно различающиеся результаты. Можно надеяться, что и в данном случае характер отражения возбуждений от границы не сказывается существенно на величине глубины проиикновеныя. Поэтому мы вначале разберем случай зеркального отраженпя. Наличие зеркально-отражающей границы позволяет нам четным образом продолжить потенциал на вторую половину пространства, т. е. положить A(z) = A[ — z) (z — направление нормали к границе, векторный потенциал А берется параллельным границе). Это требование записывается в виде [c.901]

Выходящие на поверхность и неглубокозалегающие дефекты лучше выявляются в переменном поле, что связано с влиянием скин — эффекта, вытесняющего основной магнитный поток на поверхность. [c.77]

Замечательной ос бенностью-ферритов является их высокое электрическое сопротивление, превышающее сопротивление металлических ферромагнетиков в 10 —раз. Эта особенность позволила разрешить казалось бы совершен[ю непреодолимую трудность, возникшую в технике высоких и сверхвысоких частот (ВЧ и СВЧ техника) в вопросе использования магнитных материалов. Дело в том, что в большинстве радиотехнических устройств, в которых применяются магнитные поля, для усиления этих полей в катушки с током помеш,ают сердечники (магнитопроводы) из ферромагнитных материалов. При питании катушек постоянным током сердечники можно изготовлять из сплошного ферромагнетика, например железа, пермаллоя и др. При питании же переменным током, особенно повышенной частоты, такие сердечники уже непригодны, так как при перемагничивании в них возникают сильные вихревые токи, которые не только увеличивают потери энергии и снижают к, п. д. устройств, но и могут настолько нагревать сердечник, что устройство перестает работать или даже выходит из стрэя. Поэтому сердечники изготавливают из тонких листов и мелких частиц ферромагнетиков, изолированных друг от друга. Это позволило значительно уменьшить вихревые токи, но не сняло всех трудностей, связанных с потерями, скин-эффектом и т. д., особенно сильно проявляюш,ихся на высоких и сверхвысоких частотах. Успех был достигнут лишь с разработкой ферритов, сочетающих в себе магнитные свойства ферромагнетиков с электрическими свойствами диэлектриков. [c.302]

Схема процесса высокочастотного индукционного нагрева. Одно-нли многовитковая катушка (так называемый индуктор"), изготовленная из красномедиой трубки и охлаждаемая во время работы проточной водой, присоединяется к генератору токов высокой частоты. Вокруг токонесущих участков трубок индуктора возникает быстро-переменное электромагнитное поле. В стальных изделиях, помещённых в поле индуктора, возбуждаются вихревые токи, создающие в свою очередь внутри этих изделий электромагнитное иоле. Под действием последнего вихревые токи оттесняются к поверхности изделий. Это явление неравномерного распределения тока по сечению проводящего металла называется поверхностным или скин-эффектом. [c.169]

Глубина проникновения индукционных токов в армко-желёзо, следовательно, должна быть примерно в два раза меньше, чем в стали. Если, таким образом, эффект индукционного поверхностного упрочнения в армко-железе имеет место, то толщина упрочненного слоя в этом случае не может быть больше толщины этого слоя для стали. Вероятнее, однако, что для армко-железа толщина упрочненного слоя уменьшается пропорционально глубине скин-эффекта и составляет, следовательно, в условиях наших наблюдений около 0.02 мм. Эта величина соответствует объему изношенного материала Ц = 60-10 мм и числу оборотов Л = 15—20. Отсюда ясно, что точка перегиба [c.200]

Теория скин-эффекта в ее современном состоянии не молщт дать объяснения указанному выше явлению поверхностного упрочнения стали при ее индукционном нагреве. [c.200]

Как известно, глубина скин-эффекта , например, в цилиндрическом теле связана обратным отношением с так называемым параметром Ценнека [c.203]

Большое влияние, однако, на форму кривой I — f x) имеют температурные зависилюсти р и о. По достижении поверхностными слоями металла точки Кюри глубина проникновения растет, скин-эффект начинает перемещаться в глубь металла. В надлежащих условиях такой процесс может пройти при своем развитии всю толщину металла сквозная индукционная закалка стали х фошо известна специали-отам по термический обработке металла. [c.203]

Из теории электромагнитной индукции и теории скин-эффекта следует, что в любом нормальнэ.м сечении цилиндра изотропной среды возникает вихревая система круговых индукционных токов. Переменное магнитное поле каждой лилии тока, согласно закону Фарадея, вызывает в соседней линии появление э. д. с. индукции и изменение плотности ток I. В результате этих взаимодействий ток будет вытеснен из осевых частей цилиндра. [c.208]

Структура металла вследствие граничного микроиндукционного эффекта нарушает однородность потока, вызывая образование микрообластей его концентрации и рассеяния соответственно различиям в магнитной проницаемости элементов структуры. Именно этот процесс определяет микромеханизм скин-эффекта, не изменяя конечного макроскопического результата как эффекта вытеснения тока. [c.208]

Теория сварочных процессов (1988) -- [ c.134 ]

Теплоэнергетика и теплотехника Общие вопросы Книга1 (2000) -- [ c.240 ]

Оптика (1986) -- [ c.165 ]

Волны напряжения в твердых телах (1955) -- [ c.28 ]

Материалы в радиоэлектронике (1961) -- [ c.250 ]

Термическая обработка металлов (1957) -- [ c.171 ]

Теория термической обработки металлов (1974) -- [ c.268 ]

Материаловедение Технология конструкционных материалов Изд2 (2006) -- [ c.490 ]

Теория сварочных процессов Издание 2 (1976) -- [ c.88 ]

Магнитные осцилляции в металлах (1986) -- [ c.149 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...