DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2019.4.06

ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ И ВЛИЯНИЯ НА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРОЦЕССЫ НЕСТАЦИОНАРНОГО ПОВЕРХНОСТНОГО ЭФФЕКТА В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРОВОДНИКАХ С ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ

M. I. Baranov

Анотація


Приведен краткий обзор результатов известных теоретических исследований электрофизического явления линейного нестационарного поверхностного эффекта (НПЭ) в немагнитных однородных массивных плоских и цилиндрических металлических проводниках с импульсным аксиальным (азимутальным) током, формируемым в разрядной цепи высоковольтной электрофизической установки (ЭФУ). В обобщенном и систематизированном виде представлены основные особенности проявления линейного НПЭ в указанных проводниках и влияния рассматриваемого скин-эффекта на электромагнитные процессы, протекающие в проводниках и разрядной цепи ЭФУ с импульсным током, изменяющимся во времени по закону затухающей синусоиды. Описано влияние линейного НПЭ на длительность переходного процесса в разрядной цепи ЭФУ, глубину проникновения электромагнитного поля в материал проводников, собственные электрические параметры проводников и их добротность в разрядной цепи ЭФУ. 

Ключові слова


металлические проводники; импульсный ток; линейный нестационарный поверхностный эффект; особенности проявления линейного скин-эффекта в проводниках и его влияния на электромагнитные процессы

Повний текст:

PDF ENG (English) PDF RUS

Посилання


Dashuk P.N., Zayents S.L., Komel'kov V.S., Kuchinskiy G.S., Nikolaevskaya N.N., Shkuropat P.I., Shneerson G.A. Tehnika bol'shih impul'snyh tokov i magnitnyh polej [Technique large pulsed currents and magnetic fields].Moscow, Atomizdat Publ., 1970. 472 p. (Rus).

Knopfel' G. Sverkhsil'nye impul'snye magnitnye polia [Ultra strong pulsed magnetic fields].Moscow, Mir Publ., 1972. 391 p. (Rus).

Bostic W., Nardi V., Zucker O. Nakoplenie i kommutacija energii bol'shih plotnostej [Accumulation and commutation of energy of high densities].Moscow, Mir Publ., 1979. 474 p. (Rus).

Gulyi G.A. Nauchnye osnovy razriadno-impul'snykh tekhnologii [Scientific basis of the discharge-pulse technology].Kiev, Naukova Dumka Publ., 1990. 208 p. (Rus).

Mesiats G.A. Impul'snaia energetika i elektronika [Pulsed power and electronics].Moscow, Nauka Publ., 2004. 704 p. (Rus).

Baranov M.I. Izbrannye voprosy elektrofiziki. Monografija v 3-h tomah. Tom 3: Teoriya i praktika electrofizicheskih zadach [Selected topics of electrophysics. Monograph in 3th vols. Vol. 3. Theory and practice of electrophysics tasks]. Kharkiv, Point Publ., 2014. 400 p. (Rus).

Timofeev B.B. Spetsial’nye zadachi teorii poverhnostnogo effekta [Special tasks of theory of superficial effect]. Kyiv, Naukova dumka Publ., 1966. 192 p. (Rus).

Bondaletov V.N. Equivalent parameters at non-stationary distribution of the impulsive electromagnetic field in an explorer. Electricity, 1975, no.8, pp. 55-58. (Rus).

Mihaylov V.M. Impul’snye elekromagnitnye polya [Impulsive electromagnetic fields]. Kharkiv, Higher School Publ., 1979. 140 p. (Rus).

Shneerson G.A. Polya i perehodnye processy v apparature sverhsilnyh tokov [Fields and transients in equipment ultra strong currents].Leningrad, Energoizdat Publ., 1981. 200 p. (Rus).

Batygin Yu.V., Lavinskyi V.I., Khimenko L.T. Impul’snye magnitnye polya dlya progressivnyh tehnologiy [Impulsive magnetic fields for progressive technology]. Kharkiv, MOST-Tornado Publ., 2003. 288 p. (Rus).

Baranov M.I. Izbrannye voprosy elektrofiziki: Monografija v 2-h tomah. Tom 2, Kn. 1: Teorija elektrofizicheskih effektov i zadach [Selected topics of Electrophysics: Monograph in 2 vols. Vol. 2, book. 1: Theory of electrophysics effects and tasks].Kharkov, NTU «KhPI» Publ., 2009. 384 p. (Rus).

Baranov M.I. Izbrannye voprosy elektrofiziki. Monografiya v 3kh tomakh. Tom 2, Kn. 2: Teoriia elektrofizicheskikh effektov i zadach [Selected topics of Electrophysics. Monograph in 3 Vols. Vol.2, Book2. A theory of electrophysical effects and tasks]. Kharkiv, Tochka Publ., 2010. 407 p. (Rus).

Baranov M.I., Belyi I.V., Khimenko L.T. Superficial effect and distributing of electrodynamic efforts in cylindrical current-wires of the coaxial system with an impulsive current. Electricity, 1976, no.10, pp.1-8. (Rus).

Baranov M.I. Superficial effect in a hollow conducting homogeneous cylinder with the axial-flow impulsive magnetic field. Technical electrodynamics, 1999, no.2, pp. 3-6. (Rus).

Mihaylov V.M. About distribution of the impulsive electromagnetic field in the system «inductor – workpart». Bulletin of «KhPI». Series: «Magnetic-impulsive metal forming», 1971, iss.1, no.53, pp. 15-23. (Rus).

Mihaylov V.M. Calculation of inductance and distributing of current at a sharp skin-effect. Electricity, 1978, no.8, pp. 27-33. (Rus).

Vitkov M.G. Penetration of impulsive magnetic field into a cylindrical screen. Technical physics, 1965, vol.35, iss.3, pp. 410-413. (Rus).

Podoltsev A.D., Pignastiy S.S. Influence of skin-effect on the power indexes of impulsive without ferum-transformer. Electricity, 1985, no.7, pp. 56-59. (Rus).

Wheeler H.A. Formulas for the skin-effect. Proceedings of the IRE, 1942, vol.30, pp. 412-424.

Kaden G. Elektromagnitnyie ekrany v vyisokochastotnoy tehnike i tehnike elektrosvyazi [Electromagnetic shields in high-frequency technology and communication technology]. Moscow-Leningrad, Gosenergoizdat Publ., 1957. 327 p. (Rus).

Waldow P., Wolff I. The Skin-Effect at High Frequencies. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 1985, vol.33, no.10, pp. 1076-1082. doi: 10.1109/tmtt.1985.1133172.

Baranov M.I., Kravchenko V.I., Medvedeva V.A. Calculation of depth of penetration of the impulsive electromagnetic field in massive explorer. Technical electrodynamics, 2001, no.3, pp.13-16. (Rus).

Belorussov N.I., Saakjan A.E., Jakovleva A.I. Elektricheskie kabeli, provoda i shnury. Spravochnik [Electrical cables, wires and cords. Directory].Moscow, Energoatomizdat Publ., 1988. 536 p. (Rus).

Baranov M.I. Close scope terms for the impulsive electromagnetic field on-the-spot homogeneous conducting bodies. Technical electrodynamics, 1996, no.6, pp. 3-10. (Rus).

Baranov M.I., Bondina N.N. Calculation of active resistance and inductance of cylindrical explorer with an impulsive current. Electricity, 1990, no.1, pp. 81-87. (Rus).

Baranov M.I., Bondina N.N. Impulsive resistance of cylindrical wire with the current of lightning. Technical electrodynamics, 1996, no.3, pp. 3-9. (Rus).

Neyman L.R., Demirchyan K.S. Teoreticheskie osnovy elektrotechniki. V 2-h tomah. Tom 2 [Theoretical bases of the Electrical Engineering. In 2 vols. Vol.2].Leningrad, Energoizdat Publ., 1981. 416 p. (Rus).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Дашук П.Н., Зайенц С.Л., Комельков В.С., Кучинский Г.С., Николаевская Н.Н., Шкуропат П.И., Шнеерсон Г.А. Техника больших импульсных токов и магнитных полей. − М.: Атомиздат, 1970. − 472 с.
  2. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля. − М.: Мир, 1972. − 391 с.
  3. Накопление и коммутация энергии больших плотностей / Под ред. У. Бостика., В. Нарди, О. Цукера: Пер. с англ. Э.И. Асиновского, В.С. Комелькова. − М.: Мир, 1979. − 474 с.
  4. Гулый Г.А. Научные основы разрядно-импульсных технологий. – К.: Наукова думка, 1990. – 208 с.
  5. Месяц Г.А. Импульсная энергетика и электроника. – М.: Наука, 2004. − 704 с.
  6. Баранов М.И. Избранные вопросы электрофизики. Монография в 3-х томах. Том 3: Теория и практика электрофизических задач. − Х.: Точка, 2014. − 400 с.
  7. Тимофеев Б.Б. Специальные задачи теории поверхностного эффекта. − Киев: Наукова думка, 1966. − 192 с.
  8. Бондалетов В.Н. Эквивалентные параметры при нестационарном распространении импульсного электромагнитного поля в проводнике // Электричество. − 1975. − №8. − С. 55-58.
  9. Михайлов В.М. Импульсные электромагнитные поля. − Харьков: Вища школа, Изд-во при Харьков. ун-те, 1979. − 140 с.
  10. Шнеерсон Г.А. Поля и переходные процессы в аппаратуре сверхсильных токов. – Л.: Энергоиздат, 1981. – 200 с.
  11. Батыгин Ю.В., Лавинский В.И., Хименко Л.Т. Импульсные магнитные поля для прогрессивных технологий. − Х.: МОСТ-Торнадо, 2003. − 288 с.
  12. Баранов М.И. Избранные вопросы электрофизики: Монография в 2-х томах. Том 2, Кн. 1: Теория электрофизических эффектов и задач. − Х.: НТУ «ХПИ», 2009. − 384 с.
  13. Баранов М.И. Избранные вопросы электрофизики: Монография в 3 томах. Том 2, Кн. 2: Теория электрофизических эффектов и задач. − Харьков: Точка, 2010. − 407 с.
  14. Баранов М.И., Белый И.В., Хименко Л.Т. Поверхностный эффект и распределение электродинамических усилий в цилиндрических токопроводах коаксиальной системы с импульсным током // Электричество. − 1976. − №10. − С. 1-8.
  15. Баранов М.И. Поверхностный эффект в полом проводящем изотропном цилиндре с аксиальным импульсным магнитным полем // Технічна електродинаміка. − 1999. − №2. − С. 3-6.
  16. Михайлов В.М. О распространении импульсного электромагнитного поля в системе «индуктор − обрабатываемая деталь» // Вестник «Харьковского политехнического института». Серия «Магнитно-импульсная обработка металлов». − Х.: Изд-во «ХГУ», 1971. − Вып. 1. − №53. − С. 15-23.
  17. Михайлов В.М. Расчет индуктивности и распределения тока при резком скин-эффекте // Электричество. − 1978. − №8. − С. 27-33.
  18. Витков М.Г. Проникновение импульсного магнитного поля внутрь цилиндрического экрана // Журнал технической физики. − 1965. − Т. 35. – Вып. 3. − С. 410-413.
  19. Подольцев А.Д., Пигнастий С.С. Влияние скин-эффекта на энергетические показатели импульсного безжелезного трансформатора // Электричество. − 1985. − №7. − С. 56-59.
  20. Wheeler H.A. Formulas for the skin-effect // Proceedings of the IRE. – 1942. − vol.30. − pp. 412-424.
  21. Каден Г. Электромагнитные экраны в высокочастотной технике и технике электросвязи. – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1957. – 327 с.
  22. Waldow P., Wolff I. The Skin-Effect at High Frequencies // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. – 1985. – vol.33. – no.10. – pp. 1076-1082. doi: 10.1109/tmtt.1985.1133172.
  23. Баранов М.И., Кравченко В.И., Медведева В.А. Расчет глубины проникновения импульсного электромагнитного поля в массивный проводник // Технічна електродинаміка. − 2001. − №3. − С. 13-16.
  24. Белоруссов Н.И., Саакян А.Е., Яковлева А.И. Электрические кабели, провода и шнуры. Справочник. − М.: Энергоатомиздат, 1988. − 536 с.
  25. Баранов М.И. Приближенные граничные условия для импульсного электромагнитного поля на поверхности изотропных проводящих тел // Технічна електродинаміка. − 1996. − №6. − С. 3-10.
  26. Баранов М.И., Бондина Н.Н. Расчет активного сопротивления и индуктивности цилиндрического проводника с импульсным током // Электричество. − 1990. − №1. − С. 81-87.
  27. Баранов М.И., Бондина Н.Н. Импульсное сопротивление цилиндрического провода с током молнии // Технічна електродинаміка. − 1996. − №3. − С. 3-9.
  28. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники: Учебник для вузов в 2-х томах. Том 2. − Л.: Энергоиздат, 1981. − 416 с.




Copyright (c) 2019 M. I. Baranov


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)