Podrobno

Analiza kožnega in bližinskega pojava v vodnikih izmeničnega toka z uporabo programa Wolfram Mathematica
ID Bradeško, Patricija (Avtor), ID Pantoš, Miloš (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu, ID Bogovič, Jerneja (Komentor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (1,54 MB)
MD5: 79DE689A620721A12355BB4D1904F934

Izvleček
V diplomski nalogi sta obravnavana kožni in bližinski pojav, ki sta pomembna fizikalna pojava v teoriji elektromagnetizma. Kožni pojav opisuje nagnjenost izmeničnega toka, da se zaradi induciranega lastnega magnetnega polja koncentrira predvsem ob površini vodnika. Bližinski pojav pa nastopi, ko se v prostoru nahaja več vodnikov. V tem primeru magnetno polje toka enega vodnika vpliva na razporeditev toka v drugem vodniku, kar vodi do dodatnih neenakomernosti v porazdelitvi toka. Oba pojava pomembno vplivata na zmanjševanje efektivne prevodne površine oziroma povečevanje upornosti vodnikov ter s tem povezane izgube, zato ju je treba upoštevati pri načrtovanju električnih naprav in sistemov, zlasti pri višjih frekvencah. Za boljše razumevanje in ponazoritev teh dveh pojavov smo razvili numerični model v programskem okolju Wolfram Mathematica, ki omogoča vizualizacijo porazdelitve tokovne gostote in magnetnega polja. V modelu smo obravnavali dva vzporedna bakrena vodnika kvadratnega preseka, skozi katera teče tok v nasprotnih smereh. Izračunali smo vrednosti vdorne globine pri različnih frekvencah in prikazali porazdelitve tokovne gostote pri različnih frekvencah ter razdaljah med vodnikoma. Izračunali smo tudi izmenično upornost in jo primerjali z enosmerno upornostjo. Z naraščanjem frekvence se izmenična upornost povečuje, dokler ne doseže točke nasičenja, ko električni tok teče izključno po obodu vodnika. Na koncu smo izrisali še vektorje magnetnega polja v okolici vodnikov.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:izmenični tok, magnetno polje, porazdelitev tokovne gostote, kožni pojav, bližinski pojav, Wolfram Mathematica
Vrsta gradiva:Diplomsko delo/naloga
Tipologija:2.11 - Diplomsko delo
Organizacija:FE - Fakulteta za elektrotehniko
Leto izida:2025
PID:20.500.12556/RUL-171854 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:248562947 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:03.09.2025
Število ogledov:236
Število prenosov:34
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Analysis of skin and proximity effects in alternating current conductors using Wolfram Mathematica software
Izvleček:
The thesis discusses the skin and proximity effects, which are important physical phenomena in the theory of electromagnetism. The skin effect describes the tendency of alternating current to concentrate primarily at the surface of a conductor due to the induced magnetic field. The near-field phenomenon occurs when there are multiple conductors in the space. In this case, the magnetic field of the current in one conductor affects the distribution of the current in the other conductor, resulting in additional irregularities in the distribution of the current. Both phenomena significantly reduce the effective cross-sectional area or increase the resistance of conductors and the associated losses, so they must be considered when designing electrical devices and systems, especially at higher frequencies. For better understanding and illustration of these two phenomena, we developed a numerical model in the Wolfram Mathematica software environment, which enables visualization of the distribution of current density and magnetic field. In the model, we considered two parallel copper conductors with a square cross-section, through which current flows in opposite directions. We calculated the values of penetration depth at different frequencies and displayed the current density distributions at different frequencies and distances between the conductors. We also calculated the alternating resistance and compared it to the direct resistance. As the frequency increases, the alternating resistance increases until it reaches the saturation point, when the electric current flows exclusively along the conductor's circumference. At the end, we drew the magnetic field vectors around the conductors.

Ključne besede:alternating current, magnetic field, current density distribution, skin effect, proximity effect, Wolfram Mathematica

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj