3.4 Индуктивная связь

Индуктивное влияние обусловлено паразитным потокосцеплением между контурами (рис 3.6).

Рис. 3.6. Принципиальная схема двух токовых контуров 1 и 2 с расстояниемd между ними

Если в контуре 1 имеет место быстрое изменение тока, например при коммутационных, то в контуре 2 индуцируется напряжение помехи

, где М₁₂ – коэффициент взаимоиндукции, Ф. магнитный поток пронизывающий контур 2.

.

Взаимная индуктивность зависит от конфигурации и размеров контуров. Погонная взаимная индуктивность в зависимости от отношения u/d может быть получена из табличных графиков. При l=1м, u/d=0,1 и =2,3А/с, получаем напряжение помехиВ.

Мероприятия по уменьшению индуктированных напряжений предусматривают:

- Уменьшение М₁₂ за счет уменьшения площади контура испытывающего воздействие, т. е. уменьшение l и а и увеличение d;

- Уменьшение скорости изменения во времени потока ΔФ/Δt при помощи короткозамкнутой петли, расположенной непосредственно у сигнального контура К; короткозамкнутый контур испытывает большее влияние магнитного поля в следствии меньшего внутреннего сопротивления. в результате ток помехи i_st в сигнальном контуре уменьшается по сравнению с отсутствием контура К.

- Расположение контуров 1 и 2 ортогонально направлениям силовых линий магнитного поля;

- Компенсация индуктируемого в контуре 2 напряжения путем скрутки проводов контура 2 (свитая пара);

- Экранирование кабелей.

3.5 Электромагнитное влияние

Причиной воздействия излучения являются электромагнитные волны, излучаемые токовым контуром и распространяющиеся в окружающем пространстве со скоростью света с=300000 км/с (см. рис.3.7а). Между длиной волны и частотой f существует известная связь:

(4.21]

При х>или же x>c/2f соблюдаются условия дальнего поля. Эти условия необходимо учитывать при частоте 1 МГц на расстоянии х=50 м, а при частоте 1 ГГц - на расстоянии х = 5 см от источника (при частоте 10 МГц х = 5 м, а при / -= 100 МГц х=0,5 м). Напряженность электрического поля

Рис.3.7 Электромагнитное влияние на контур длиной l без экрана (а) и с экраном S толщиной в (б).

расстоянии х от источника мощностью Р может быть определена из соотношения

Е_х=0,3/х, (4.22)

при этом Е_х выражается в В/м, Р - в кВт, х - в км. Например, при Р=10Вт и x=3м Е_x=10В/м

При воздействии электромагнитной волны на электропроводные объекты вследствие антенного эффекта возникают высокочастотные напряжения, непосредственно или косвенно являющиеся помехами в сигнальных контурах. Приближенно индуктируемая ЭДС в антенне рассчитывается

,

где -эффективная длина антенны.

Длина зависит от размеров устройства, обладающего антенными свойствами (D_L и l на рис. 3.7а) и длины падающей волны. Для конкретных объектов она определена в нормах DIN/VDE0848, ч.1. Например, при частоте f=300 МГц, Е_х=10В/см, l = 0,1 м = 0,2 м, напряжение .

Защитой от электромагнитного поля, как для ослабления излучения, так и для уменьшения проникновения, служат экранирующие стенки, устанавливаемые между источником и приемником (рис.3.7б). Такой стенкой напряженность падающего поля уменьшается от значения Е_о до значения Е₁. Это обусловлено, с одной стороны, поглощением энергии поля в материале экрана, а с другой - отражением падающей волны. Затухание зависит от толщины экрана, электропроводности и магнитной проницаемости материала, частоты излучения.