Springen naar inhoud

Magnetische interferentie door twee parallele draden


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Corona.

    Corona.


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 21 augustus 2012 - 13:41

Dag dames en heren,

Ik vind magnetisme een abstract en lastig fenomeen en wilde graag wat oefenen met het begrijpen van de invloed hiervan in de praktijk.

Stel ik heb twee parallele draden die zeer dicht op elkaar liggen. Eentje voor hoogspanning, eentje voor laagspanning. Door de hoogspanningskabel gaat een stroom I1 van 40A. Door de laagspanningskabel gaat een stroom I2 van 1A.
Geplaatste afbeelding

Hierboven een dwarsdoorsnede van de situatie met twee draden.
BL is hierbij het magnetische veld veroorzaakt door de linker hoogspanningskabel. BR is het magnetische veld door de rechterdraad.
Het rode punt is het referentiepunt. Het middelpunt van elke draad ligt 1 millimeter van het referentiepunt. Ik wil nu graag weten in welke mate het magnetische veld van de hoogspanningskabel, de laagspanningskabel beinvloedt.

Hiervoor gebruik ik een specifieke versie van de wet van Biot-Savart voor 'oneindig' lange draden.

LaTeX

LaTeX

Is dat plausibel? Een rechte draad waar 40A door stroomt die een magnetisch veld opwekt met een magnetische fluxdichtheid van 8 Tesla? Ik voel een fout.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

sirius

    sirius


  • >250 berichten
  • 336 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 augustus 2012 - 16:11

Waarom deel je door 10^-6? ze liggen toch 1 mm uit elkaar? Verder zal dit resulteren in een kracht van de ene draad op de andere. Ik zou dit geen interferentie willen noemen, daarbij denk ik eerder aan de tijdsafgelijde van de flux die een stroom in de andere draad opwekt.

Verder gaat bij constant vermogen door een hoogspanningskabel juist minder stroom.

Veranderd door sirius, 21 augustus 2012 - 16:14

Duct tape is like the force: it has a dark side, a light side and it holds the universe together.

#3

aadkr

    aadkr


  • >5k berichten
  • 5441 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 21 augustus 2012 - 17:32

Zijn die 2 dikke zwarte punten in je tekening de 2 draden?
En bedoel je dat er tussen het middelpunt van die 2 draden een afstand zit van 2 mm
Pas dan de wet van Ampere toe

#4

Corona.

    Corona.


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 25 augustus 2012 - 14:14

Waarom deel je door 10^-6? ze liggen toch 1 mm uit elkaar? Verder zal dit resulteren in een kracht van de ene draad op de andere. Ik zou dit geen interferentie willen noemen, daarbij denk ik eerder aan de tijdsafgelijde van de flux die een stroom in de andere draad opwekt.

Verder gaat bij constant vermogen door een hoogspanningskabel juist minder stroom.


Haha foutje!
Ja dan komt het inderdaad beter uit.

LaTeX

De stroom die opgewekt wordt in de andere draad is misschien ongewenst. De kleine draad is voor digitale signaalverwerking bedoeld en de grote om een motor aan te drijven. Ik wil graag numeriek meer inzicht hebben in hoeveel het (niets) scheelt.

Zijn die 2 dikke zwarte punten in je tekening de 2 draden?
En bedoel je dat er tussen het middelpunt van die 2 draden een afstand zit van 2 mm
Pas dan de wet van Ampere toe


Thanks! Komt ook goed uit idd.

LaTeX


Ik heb nu een grove schatting. Hoe zou ik kunnen berekenen wat de opgewekte stroom in de laagspanningskabel is o.i.v. het magnetische veld die dus 8 micro Tesla bedraagt? Moet ik dan opnieuw de wet van Ampere toepassen, maar dan met B gegeven en de straal van de laagspanningskabel?

Groet

Veranderd door Corona., 25 augustus 2012 - 14:17


#5

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8789 berichten
  • VIP

Geplaatst op 25 augustus 2012 - 16:28

Gaat het hier om wisselstroom of om gelijkstroom?

Bij gelijkstroom is er in de praktijk geen invloed, de signaalkabel loopt welliswaar door het magnetische veld van de stroomkabel, maar ondervindt daarvan geen invloed zolang de stroom constant is.

Als het wisselspanning betreft denk ik dat er een gemakkelijkere manier is om de praktische interferentie te berekenen: Bereken de capaciteit tussen de twee kabels (functie van oppervlakte, afstand ertussen en de lengte). Als je de frequentie van de wisselspanning weet kun je de impedantie van die capaciteit uitrekenen, en op basis daarvan voorspellen wat de invloed op de signaalkabel zal zijn.
Victory through technology

#6

Corona.

    Corona.


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 26 augustus 2012 - 17:04

Volgens mij heb ik het dan te moeilijk beredeneerd. Ik heb dit bedacht:

Geplaatste afbeelding

Ik begin bij de dwarsdoorsnede van een draad.
Die parametriseer ik als :
LaTeX

Vervolgens bekijk ik de situatie met twee draden:
Geplaatste afbeelding

Hierbij verplaats ik de hoogspanningskabel(bovenste cirkel) over 1+a waarbij a een half keer de afstand tussen de twee draden is, namelijk 2 mm. Dus a = 1 mm

LaTeX

d, de afstand tussen twee punten op de cirkels is nu echter variabel(afhankelijk van t). Omdat de twee cirkels symmetrisch zijn gespiegeld t.o.v de x-as kan ik zeggen dat

LaTeX

Geplaatste afbeelding

Nou werkt in dit geval volgens mij alleen de onderkant van de bovenste cirkel en bovenkant van de onderste cirkel als 'condensatorplaat'. De oppervlakte hiervan is dus alleen relevant. Dus de oppervlakte is

LaTeX

Formule voor capaciteit:

LaTeX

Permittiviteit van lucht is ongeveer 1 dus permittiviteit van vacuum volstaat.

Omdat d afhankelijk is van de t in de parametrisering is C ook afhankelijk hiervan:

LaTeX

Om de totale capaciteit te berekenen moet ik dus voor alle relevante t, C(t) integreren. De ondergrens en bovengrens is af te leiden aan de hand van de voorgaande figuren. Ik neem als ondergrens - pi/2 en als bovengrens pi/2

LaTeX

Ik weet dat de impedantie van een condensator gelijk is aan:

LaTeX ervan uitgaand dat omega bekend is, is Z nu ook bekend.

Hoe kan ik dan hiervan verder voor de opgewekte stroom/spanning door het magneetveld?

Mocht ik op het goede spoor zitten, dan zijn er alsnog wel een paar lastige praktische zaken. Zo is voor de oppervlakte een lengte nodig, dus het ligt eraan hoeveel draad dichtbij elkaar is.

Verder heb ik aangenomen dat de twee draden dezelfde straal hebben. In de praktijk is dit vast niet zo. De hoogspanningskabel is waarschijnlijk stukken dikker ten eerste. Ook zit er om de geleider een stuk isolerend materiaal dat misschien ook als dielectricum werkt?

Ik zag dat iemand anders ook een dergelijke vraag had:

http://www.wetenscha...re-elektronica/

Maar ik zou graag getallen eruit willen zien rollen.

#7

Corona.

    Corona.


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 september 2012 - 17:32

Ben nog steeds aan het onderzoeken hoe dit berekend kan worden. Ben vooral benieuwd in hoeverre ik op de goede weg ben. Alhoewel ik het gevoel heb dat zoals eerder gezegd het ongeveer even simpel als een berekening met Ampere's wet moet zijn, ga ik toch kijken hoe dit manifesteert in transmissielijnen.

Tussentijdige opmerkingen en tips zijn natuurlijk welkom.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures