Электростатическое, магнитное и электромагнитное экранирование
 Скачать 398.99 Kb.
|
 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»Кафедра ТОЭЭ Лабораторная работа №1 Тема: «Электростатическое, магнитное и электромагнитное экранирование» Выполнили: студенты гр. 3-21хх Вернов Д.В. Корнилов К.Е. Проверила: Чижова И.А. Иваново 2011  1.1. Электростатическое экранированиеПрименяется в тех случаях, когда помехи (наводки) вызываются электростатической составляющей поля, создаваемой электрическими зарядами. Исходные данные  2.1.1. При заданных преподавателем геометрических параметрах электродной сетки. Определить частичные емкости С11,С22,С12 при отсутствии экрана и для значений густоты сетки ∆h, при фиксированной высоте экрана hэ. Построить график зависимости емкости С12 и коэффициента экранирования  (экран заземлен) от шага сетки.Таблица 1. Результаты расчетов.
   расчетный гафик 2.1.2. Определить значения С11,С22,С12 при тех же данных, что в табл.1, но при незаземленном экране. Данные занести в табл.2, сравнить их с данными табл.1 и объяснить полученные результаты. Таблица 2
Значения ёмкостей С11,С22,С12 в таблице 2 на порядок меньше, чем в таблице 1. Экран стягивает на себя большую часть силовых линий, выходящих из проводника 1, и только небольшая часть из них огибает экран и замыкается на проводнике 2. Это определяет соответствующее уменьшение емкости С2.  При отсутствии заземления на стороне экрана, обращенной к проводнику 1, при U2>0 появятся отрицательные заряды, а на противоположной - примерно такие же положительные. Если выделить малый плоский элемент экрана, то сумма зарядов на его противоположных сторонах будет близка к нулю. Силовая линия через такой элемент проходит беспрепятственно, что и означает отсутствие экранирования. В отличие от этого любой малый элемент заземленного экрана имеет вполне определенный заряд, который будет усиливать поле на стороне, обращенной к источнику помех (проводнику 1), и ослаблять его на стороне, обращенной к экранируемому объекту (проводнику 2). Если заземление нарушается, то на экране очень быстро возникает распределение заряда, характерное для незаземленного экрана.2.1.3. При двух фиксированных размерах сетки экрана ∆h определить зависимость емкости С12 и коэффициента экранирования от высоты экрана hэ. Построить соответствующие графики зависимости С12 и от hэ.
  рассч. 2.1.4. Для двух вариантов из рассмотренных ранее экранов (частичные емкости для них взять из предыдущих расчетов) и двух значений сопротивления R (задаются преподавателем) с использованием формулы (3) для U20 рассчитать и построить зависимость коэффициента экранирования  от частоты f в диапазоне 0...100 кГц. Объяснить характер полученных кривых.2.2. Магнитное экранирование  Когда наиболее существенную роль в работе электромагнитного устройства играет низкочастотная магнитная составляющая поля, а электрическая значения не имеет, то одним из возможных способов зашиты является магнитное экранирование. В этом случае экранируемый объект помещают внутри замкнутой оболочки из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью μ. 2.2.1. При заданных преподавателем размерах цилиндрического магнитного экрана определить зависимости коэффициента экранирования от толщины экрана d (при фиксированном значении r1 и проницаемости μ) и от проницаемости μ (при заданных фиксированных размерах экрана). Построить соответствующие графики. Для тех же исходных данных рассчитать значения коэффициента экранирования по точной формуле (15) и построить соответствующие графики, совместив их с предыдущими. Оценить точность численного метода расчета hэ.
   расч Для цилиндрического экрана с внутренним радиусом трубы r1, внешним r2 и относительной магнитной проницаемостью металла экрана μ и коэффициент экранирования однородного поля с напряженностью Но определяется по формуле (1):   (1)2.2.2. Задание п.2.2.1 повторить для сферического экрана.
   расчетный график Для сферического экрана коэффициент экранирования:  2.2.3. При заданных преподавателем размерах прямоугольного экрана определить зависимость коэффициента экранирования от магнитной проницаемости стали экрана μ, вычисляя его как отношение внешнего поля H0 к значению поля Нi, в центре экрана. Сравнить эффективность экранирования цилиндрического и прямоугольного экранов при одинаковой толщине оболочек и средних размеров экранов.
В случае прямоугольного экрана эффективность экранирования выше, т. к. коэффициент экранирования выше чем в случае с цилиндрическим экраном. 2.3. Электромагнитное экранирование  Электромагнитное экранирование предназначено для зашиты электротехнических устройств от помех, вызванных электромагнитным полем, в котором существенную роль играют как магнитная, так и электрическая составляющая. 2.3.1. При заданных преподавателем размерах цилиндрического электромагнитного экрана и параметрах μ и γ определить зависимости коэффициента экранирования kэ, от частоты f при изменении частоты f от 50 Гц до 1 МГц; при фиксированной частоте  Гц определить зависимость kэ, от величины μ при l<�μ<105. Построить соответствующие графики. На тех же графиках, полученных с использованием ЭВМ, построить графики по приближенной формуле (2). Сравнить полученные результаты. (2)
  2.3.2. Задание п.2.3.1 повторить для сферического экрана за исключением расчетов по приближенной формуле (2). Сравнить коэффициенты экранирования с использованием цилиндрического и сферического экранов при одинаковых радиусах и толщине оболочек экранов.
  В случае цилиндрического электоромагнитного экрана эффективность экранирования выше, т. к. коэффициент экранирования выше, чем в случае со сферическим экраном. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||