Устройство для устранения влияния скин-эффекта и токов Фуко на частотную характеристику катушек самоиндукции Советский патент 1934 года по МПК H01F17/04 

Пропорциональность индуктивного сопротивления частоте может быть использована в электротехнике в различных случаях, в частности, для коррекции частотной характеристики усилительных устройств, но применение самоиндукции в качестве сопротивления, пропорционального частоте, затрудняется и делается иногда невозможным при высоких частотах из-за токов Фуко и скинэффекта, благодаря которым появляется сопротивление, вызванное потерями на токи Фуко и скин-эффект, зависящее от частоты весьма сложным образом.

Для устранения этих затруднений в настоящем изобретении предлагается следующий способ.

Катушка самоиндукции наматывается из проволоки малого сечения или большого удельного сопротивления или же и малого сечения и большого удельного сопротивления. Таким образом, можно ослабить как токи Фуко, так и скинэффект, которые, как известно, резко падают с уменьшением сечения провода и повышением его электропроводности. Такая катушка будет обладать большим активным сопротивлением, не зависящим от частоты, но зато будет обладать малым сопротивлением, зависящим от частоты (притом не относительно, а абсолютно малым). Остается теперь устранить влияние этого большого активного сопротивления на частотную характеристику, что, как будет показано ниже, возможно сделать именноV благодаря тому, что активное сопротивление от частоты не зависит. Для устранения этого влияния катушка самоиндукции включается в схему моста Уитстона так, как показано на чертеже. Можно доказать, что в случае, если сумма активных сопротивлений, входящих в схему моста, велика по сравнению с индуктивным сопротивлением в рассматриваемом диапазоне частот, то отношение напряжения между точками /-2 к току, входящему со стороны 5, 4, будет выражаться следующей формулой

FI, 2 . Г-Л-Г1ГЗ

+

j л L

r-ffi-frs-fn

гr-fn-f Лг+гз

Уц

Отношение -г- будет состоять из двух

частей; одной постоянной, не зависящей от частоты, и другой пропорциональной частоте и повернутой на ЭО (умноженной на У). Включение самоиндукции в мост будет таким образом эквивалентно включению самоиндукции величины - , .-J-1, обладающей активным

r-}-ri- -rz- -r

72 Г-14 Гг

сопротивлением, равным ,,.,.„ i,.,,.

чем это сопротивление может быть сделано любой малой величиной и сведено совсем к нулю при удовлетворении соотношения - -, т. е. при том же соотГг1г

ношейии, которое имеет место при уравновешивании моста на постоянном токе. Этот результат получился благодаря тому, что сумма активных сопротивлений выбрана гораздо большей индуктивного сопротивления во всем рассматриваемом диапазоне частот. Необходимо подчеркнуть, что для этого достаточно, чтобы именно сумма активных сопротивлений (а не все отдельные активные сопротивления) была больше индуктивного сопротивления, в частности, сопротивления г и TI могут быть малыми, а Гз и Гз большими, так что сопротивление для тока i останется небольшим. Ясно, что если бы последовательно с самоиндукцией было включено даже небольшое, но зависяшее от частоты сопротивление, влияние последнего не удалось бы скомпенсировать на всех частотах. Именно поэтому (путем намотки из тонкой и высохоомной провол оки) катушка сделана с большим активным сопротивлением, но зато не зависящим от частоты.

Предмет изобретения.

Устройство для устранения влияния скин-эффекта и токов Фуко на частот-ную характеристику катушек самоиндукции, отличающееся тем, что катушка самоиндукции, изготовленная из проволоки с высоким удельным электрическим сопротивлением или из тонкой и высокоомной проволоки, включена в морт Уитстона, в плечах которого находятся активные- сопротивления, подобранные по своей величине таким образом, что мост уравновешен на постоянном токе и сумма активных сопротивлений, входящих в мост, гораздо больше реактивного сопротивления самоиндукции во всем рассматриваемом диапазоне частот, с той целью, чтобы напряжение на выходе было линейной функцией ат частоты и выходящего тока.