Токи высокой частоты: Токи высокой частоты и их применение

alexxlab | 26.07.1980 | 0 | Разное

Токи высокой частоты и их применение

Токи высокой частоты имеют свои особенности. Когда такой ток течет по проводнику, то внутри проводника возникают вихревые токи, обусловленные быстрыми изменениями магнитного поля.

Эти изменения магнитного поля внутри проводника таковы, что на оси проводника вихревой ток направлен навстречу основному току, а у периферии проводника вихревой ток идет в сторону основного тока. Таким образом, ток высокой частоты по поперечному сечению проводника распределен неравномерно. Плотность тока в центре поперечного сечения проводника близка к нулю и возрастает по направлению от центра к наружной поверхности проводника.

При очень высокой частоте ток практически идет только по тонкому наружному слою проводника. Это явление называют скин-эффектом (от английского «скин» — кожа). Для таких токов сплошные провода можно заменять тонкостенными трубками.

В настоящее время токи высокой частоты получили широкое применение. Приведем несколько примеров.

Для быстрого прогрева и плавления металлических тел применяются высокочастотные плавильные печи. Например, при изготовлении металлических сплавов, в состав которых входят быстро испаряющиеся вещества, плавку производят в специальных закрытых тиглях, которые помещают внутрь катушки, питаемой током высокой частоты. Вихревые токи очень быстро нагревают и расплавляют вещества в тигле.

Аналогичным образом закаливают стальные детали. Деталь на короткое время помещают внутрь катушки, питаемой током высокой частоты. Поверхностный слой детали разогревается вихревыми токами, а внутри металл остается холодным. Когда деталь извлекают из катушки, внутренняя холодная часть детали быстро отнимает тепло у сильно разогретого поверхностного слоя, он резко охлаждается и закаливается. Глубину прогрева, детали можно регулировать временем выдержки детали в катушке и частотой тока. После такой закалки поверхность детали становится твердой и прочной

, а внутри металл сохраняет упругость и пластичность.

Для прогрева диэлектриков их помещают внутрь конденсатора колебательного контура, где быстро изменяющееся электрическое поле приводит в колебания диполи диэлектрика. Таким способом производят также сушку древесины, пищевых продуктов; в медицине этим пользуются для прогревания больных органов человеческого тела (электродиатермия), и т. д.

%d1%82%d0%be%d0%ba%20%d0%b2%d1%8b%d1%81%d0%be%d0%ba%d0%be%d0%b9%20%d1%87%d0%b0%d1%81%d1%82%d0%be%d1%82%d1%8b — со всех языков на все языки

Все языкиАбхазскийАдыгейскийАфрикаансАйнский языкАканАлтайскийАрагонскийАрабскийАстурийскийАймараАзербайджанскийБашкирскийБагобоБелорусскийБолгарскийТибетскийБурятскийКаталанскийЧеченскийШорскийЧерокиШайенскогоКриЧешскийКрымскотатарскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧувашскийВаллийскийДатскийНемецкийДолганскийГреческийАнглийскийЭсперантоИспанскийЭстонскийБаскскийЭвенкийскийПерсидскийФинскийФарерскийФранцузскийИрландскийГэльскийГуараниКлингонскийЭльзасскийИвритХиндиХорватскийВерхнелужицкийГаитянскийВенгерскийАрмянскийИндонезийскийИнупиакИнгушскийИсландскийИтальянскийЯпонскийГрузинскийКарачаевскийЧеркесскийКазахскийКхмерскийКорейскийКумыкскийКурдскийКомиКиргизскийЛатинскийЛюксембургскийСефардскийЛингалаЛитовскийЛатышскийМаньчжурскийМикенскийМокшанскийМаориМарийскийМакедонскийКомиМонгольскийМалайскийМайяЭрзянскийНидерландскийНорвежскийНауатльОрокскийНогайскийОсетинскийОсманскийПенджабскийПалиПольскийПапьяментоДревнерусский языкПортугальскийКечуаКвеньяРумынский, МолдавскийАрумынскийРусскийСанскритСеверносаамскийЯкутскийСловацкийСловенскийАлбанскийСербскийШведскийСуахилиШумерскийСилезскийТофаларскийТаджикскийТайскийТуркменскийТагальскийТурецкийТатарскийТувинскийТвиУдмурдскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийУзбекскийВьетнамскийВепсскийВарайскийЮпийскийИдишЙорубаКитайский

 

Все языкиАбхазскийАдыгейскийАфрикаансАйнский языкАлтайскийАрабскийАварскийАймараАзербайджанскийБашкирскийБелорусскийБолгарскийКаталанскийЧеченскийЧаморроШорскийЧерокиЧешскийКрымскотатарскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧувашскийДатскийНемецкийГреческийАнглийскийЭсперантоИспанскийЭстонскийБаскскийЭвенкийскийПерсидскийФинскийФарерскийФранцузскийИрландскийГалисийскийКлингонскийЭльзасскийИвритХиндиХорватскийГаитянскийВенгерскийАрмянскийИндонезийскийИнгушскийИсландскийИтальянскийИжорскийЯпонскийЛожбанГрузинскийКарачаевскийКазахскийКхмерскийКорейскийКумыкскийКурдскийЛатинскийЛингалаЛитовскийЛатышскийМокшанскийМаориМарийскийМакедонскийМонгольскийМалайскийМальтийскийМайяЭрзянскийНидерландскийНорвежскийОсетинскийПенджабскийПалиПольскийПапьяментоДревнерусский языкПуштуПортугальскийКечуаКвеньяРумынский, МолдавскийРусскийЯкутскийСловацкийСловенскийАлбанскийСербскийШведскийСуахилиТамильскийТаджикскийТайскийТуркменскийТагальскийТурецкийТатарскийУдмурдскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийУзбекскийВодскийВьетнамскийВепсскийИдишЙорубаКитайский

Воздействие токов высокой частоты и индукционного нагрева на здоровье.

14 октября 2013

По утверждению Теслы, год, проведенный им в Питсбурге, был потерян для исследовательских работ в области многофазных токов. Возможно, что это утверждение близко к истине, но возможно и то, что именно этот год стал началом дальнейших творческих успехов изобретателя. Дискуссия с инженерами завода Вестингауза не прошла бесследно. Обоснование предложенной им частоты переменного тока в 60 периодов требовало более тщательного анализа экономической эффективности применения как меньших, так и более высоких частот. Научная добросовестность Теслы не позволяла ему оставить этот вопрос без тщательной проверки.

Возвратившись в 1889 году из Европы, он принялся за конструирование генератора переменного тока большой частоты и вскоре создал машину, статор которой состоял из 348 магнитных полюсов. Этот генератор давал возможность получать переменный ток с частотой в 10 тысяч периодов в секунду (10 кГц). Вскоре ему удалось создать и еще более высокочастотный генератор и начать изучение различных явлений при частоте 20 тысяч периодов в секунду.

Исследования показали, что по мере увеличения частоты переменного тока можно значительно уменьшить объем железа в электромагнитных электродвигателях, а начиная с определенной частоты, можно создавать электромагниты, состоящие из одних только обмоток, вообще без железа в катушках. Двигатели, созданные из таких электромагнитов без железа, были бы чрезвычайно легкими, но во многих других отношениях неэкономичны, и уменьшение затрат металла не окупалось бы из-за значительного увеличения потребления электроэнергии.

Исследуя широкий диапазон частот переменного тока первоначально в пределах, которые могли бы быть применены в многофазной системе (25-200 периодов в секунду), Тесла вскоре перешел к изучению свойств и возможностей практического использования токов повышенных (10-20 тысяч периодов в секунду) и высоких (20-100 тысяч периодов в секунду) частот. Для получения значительно большего числа периодов и значительно более высоких напряжений, чем это могло быть достигнуто созданными им генераторами токов высокой частоты, необходимо было найти и опереться на иные принципы. Хорошо знакомый с мировой литературой по электрофизике и электротехнике, Тесла изучил работу знаменитого американского физика Джозефа Генри, высказавшего еще в 1842 году предположение, что при некоторых электрических разрядах (в том числе и разряде лейденской банки) имеются не только “главные разряды”, но и встречные, причем каждый последующий несколько слабее предыдущего. Так было впервые замечено существование затухающего двухстороннего электрического разряда.

Тесла знал и о том, что спустя одиннадцать лет после Генри английский физик лорд Кельвин экспериментально доказал, что электрический разряд конденсатора есть процесс двухсторонний, продолжающийся до тех пор, пока энергия его не будет израсходована на преодоление сопротивления среды. Частота этого двухстороннего процесса достигает 100 миллионов колебаний в секунду. Искра между шариками разрядника, кажущаяся однородной, в действительности состоит из нескольких миллионов искр, проходящих в короткий промежуток времени в обе стороны.

Кельвин дал математическое выражение процесса двухстороннего разряда конденсатора. Позднее Феддерсон, Шиллер, Кирхгоф, Гельмгольц и другие исследователи не только проверили правильность этого математического выражения, но и значительно дополнили теорию электрического разряда. Знаком был Тесла и с работами Антона Обербанка, наблюдавшего явление электрического резонанса, то есть процесс резкого возрастания амплитуды (размаха) колебаний при приближении частоты внешнего колебания к частоте собственные внутренних колебаний системы.

Хорошо известны были ему и опыты Герца и Лоджа, занимавшихся изучением электромагнитных волн. Особенно большое впечатление на Теслу произвели эксперименты Генриха Герца, подтвердившие теоретические предположения Джемса К. Максвелла о волновой природе электромагнитных явлений. Надо заметить, что в работах Герца Тесла впервые нашел указание на явление так называемых “стоячих электромагнитных волн”, то есть волн, накладывающихся одна на другую так, что они в одних местах усиливают друг друга, создавая “пучности”, а в других уменьшают до нуля, создавая “узлы”.

Зная все это, Никола Тесла в 1891 году закончил конструирование прибора, сыгравшего исключительную роль в дальнейшем развитии самых различных отраслей электротехники и особенно радиотехники. Для создания токов высокой частоты и высокого напряжения он решил воспользоваться известным свойством резонанса, то есть явлением резкого возрастания амплитуды собственных колебаний какой-либо системы (механической или электрической) при наложении на них внешних колебаний с той же частотой. На основании этого известного явления Тесла создал свой резонансный трансформатор.

Действие резонансного трансформатора основано на настройке в резонанс его первичного и вторичного контуров. Первичный контур, содержащий как конденсатор, так и индукционную катушку, позволяет получить переменные токи весьма высокого напряжения с частотами в несколько миллионов периодов в секунду. Искра между шариками разрядника вызывает быстрые изменения магнитного поля вокруг первичной катушки вибратора. Эти изменения магнитного поля вызывают возникновение соответствующего высокого напряжения в обмотке вторичной катушки, состоящей из большого числа витков тонкой проволоки, причем частота переменного тока в ней соответственно количеству искровых разрядов достигает нескольких миллионов перемен в секунду.

Наибольшей величины частота достигает в момент, когда периоды первичной и вторичной цепи совпадают, то есть когда наблюдается явление резонанса в этих цепях.

Тесла разработал очень простые методы автоматической зарядки конденсатора от источника тока низкого напряжения и разрядки его через трансформатор с воздушным сердечником. Теоретические расчеты изобретателя показали, что даже при самых незначительных величинах емкости и индукции в созданном им резонансном трансформаторе при соответствующей настройке можно получить путем резонанса весьма высокие напряжения и частоты.

Открытые им в 1890 году принципы электрической настройки резонансного трансформатора и возможность изменять емкость для изменения длины волны электромагнитных колебаний, создаваемых трансформатором, стали одним из наиболее важных оснований радиотехники, а мысли Теслы об огромной роли конденсатора и вообще емкости и самоиндукции в развитии электротехники оправдались.

При создании резонансного трансформатора пришлось решить еще одну практическую задачу: найти изоляцию для катушек сверхвысокого напряжения. Тесла занялся вопросами теории пробоя изоляции и на основании этой теории нашел лучший способ изолировать витки катушек – погружать их в парафиновое, льняное или минеральное масло, называемое теперь трансформаторным. Позднее Тесла еще раз возвратился к разработке вопросов электрической изоляции и сделал весьма важные выводы из своей теории.

Едва начав опыты с токами высокой частоты, Никола Тесла ясно представил себе огромные перспективы, открывавшиеся перед человечеством при широком использовании токов высокой частоты. Направление работ Теслы свидетельствует о необычайно разносторонних выводах, которые он сделал из своего открытия.

Прежде всего, он пришел к убеждению, что электромагнитные волны играют исключительно важную роль в большинстве явлений природы. Взаимодействуя друг с другом, они либо усиливаются, либо ослабляются, либо вызывают новые явления, происхождение которых мы иногда приписываем совершенно другим причинам. Но не только электромагнитные излучения играют огромную роль в самых различных явлениях природы. Тесла интуицией большого ученого понял значение различных излучений еще до замечательных открытий радиоактивных элементов. Когда позднее, в 1896 году, Анри Беккерель, а затем Пьер и Мария Кюри открыли это явление, Тесла нашел в этом подтверждение своих предвидений, высказанных им еще в 1890 году.

Огромное значение переменных токов в развитии промышленности, получившей, наконец, необходимый ей электродвигатель, стало ясно Николе Тесле при первом же знакомстве с преимуществами трехфазного тока, требующего для его передачи всего лишь три провода. Для Теслы уже в то время было несомненно, что должен быть открыт способ передачи электроэнергии и вовсе без проводов, с помощью электромагнитных волн. Эта проблема привлекла внимание Теслы, стала предметом его занятий еще в конце 1889 года.

Однако практическое применение токов высокой частоты для самых разнообразных целей требовало изучения на первый взгляд самых различных, не связанных между собой вопросов. Эти-то эксперименты в широком масштабе и начал проводить в своей лаборатории Никола Тесла.

Начав систематические опыты с токами высокой частоты и высокого напряжения, Тесла должен был прежде всего разработать меры защиты от опасности поражения электрическим током. Эта частная, вспомогательная, но весьма важная задача привела его к открытиям, заложившим основу электротерапии – обширной области современной медицины.

Ход мыслей Николы Теслы был чрезвычайно оригинален. Известно, рассуждал он, что постоянный ток низкого напряжения (до 36 вольт) не оказывает вредных действий на человека. По мере повышения напряжения возможность поражения быстро возрастает.

С увеличением напряжения, поскольку сопротивление тела человека практически неизменно, сила тока так же увеличивается и достигает при 120 вольтах угрожающей величины. Более высокое напряжение становится опасным для здоровья и жизни людей.

Иное дело ток переменный. Для него предел опасного напряжения значительно выше, чем для постоянного, и этот предел отодвигается с повышением частоты. Известно, что электромагнитные волны очень высокой частоты не оказывают никакого болезненного действия на человека10. Пример тому свет, воспринимаемый при нормальной яркости здоровым глазом без всяких болезненных ощущений. В пределах каких же частот и напряжений переменный ток опасен? Где начинается зона безопасного тока?

Шаг за шагом исследовал Тесла действие переменного электрического тока на человека при разных частотах и напряжениях. Опыты он проводил на самом себе. Сначала через пальцы одной руки, затем через обе руки, наконец, через все тело пропускал он токи высокого напряжения и высокой частоты. Исследования показали, что действие электрического тока на человеческий организм складывается из двух составляющих: воздействия тока на ткани и клетки нагревом и непосредственного воздействия тока на нервные клетки.

Оказалось, что нагревание далеко не всегда вызывает разрушительные и болезненные последствия, а воздействие тока на нервные клетки прекращается при частоте свыше 700 периодов, аналогично тому, как слух человека не реагирует на колебания свыше 2 тысяч в секунду, а глаз – на колебания за пределами видимых цветов спектра.

Так была установлена безопасность токов высоких частот даже при высоких напряжениях. Более того, тепловые действия этих токов могли быть использованы в медицине, и это открытие Николы Теслы нашло широкое применение; диатермия, лечение УВЧ и другие методы электротерапии есть прямое следствие его исследований. Тесла сам разработал ряд электротермических аппаратов и приборов для медицины, получивших большое распространение как в США, так и в Европе. Его открытие было затем развито другими выдающимися электриками и врачами.

Однажды, занимаясь опытами с токами высокой частоты и доведя напряжение их до 2 миллионов вольт, Тесла случайно приблизил к аппаратуре медный диск, окрашенный черной краской. В то же мгновение густое черное облако окутало диск и тотчас поднялось вверх, а сам диск заблестел, словно чья-то невидимая рука соскоблила всю краску и отполировала его.

Удивленный Тесла повторил опыт, и снова краска исчезла, а диск сиял, поддразнивая ученого. Повторив десятки раз опыты с разными металлами, Тесла понял, что он открыл способ их очистки токами высокой частоты.

“Любопытно, – подумал он, – а не подействуют ли эти токи и на кожу человека, не удастся ли с их помощью снимать с нее различные, трудно поддающиеся удалению краски”.

И этот опыт удался. Кожа руки, окрашенная краской, мгновенно стала чистой, как только Тесла внес ее в поле токов высокой частоты. Оказалось, что этими токами можно удалять с кожи лица мелкую сыпь, очищать поры, убивать микробы, всегда в изобилии покрывающие поверхность тела человека. Тесла считал, что его лампы оказывают особое благотворное действие не только на сетчатку глаза, но и на всю нервную систему человека. К тому же лампы Теслы вызывают озонирование воздуха, что также может быть использовано в лечении многих болезней. Продолжая заниматься электротерапией, Тесла в 1898 году сделал обстоятельное сообщение о своих работах в этой области на очередном конгрессе Американской электротерапевтической ассоциации в Буффало.

В лаборатории Тесла пропускал через свое тело токи напряжением в 1 миллион вольт при частоте 100 тысяч периодов в секунду (ток достигал при этом величины в 0,8 ампера). Но, оперируя с токами высокой частоты и высокого напряжения, Тесла был очень осторожен и требовал от своих помощников соблюдения всех им самим выработанных правил безопасности. Так, при работе с напряжением в 110- 50 тысяч вольт при частоте в 60-200 периодов он приучил их работать одной рукой, чтобы предотвратить возможность протекания тока через сердце. Многие другие правила, впервые установленные Теслой, прочно вошли в современную технику безопасности при работе с высоким напряжением.

Создав разнообразную аппаратуру для производства опытов, Тесла в своей лаборатории начал исследование огромного круга вопросов, относящихся к совершенно новой области науки, в которой его больше всего интересовали возможности практического использования токов высокой частоты и высокого напряжения. Работы его охватывали все многообразие явлений, начиная от вопросов генерирования (создания) токов высокой частоты и кончая детальным изучением различных возможностей их практического использования. С каждым новым открытием возникали все новые и новые проблемы.

Как одна из частных задач Теслу заинтересовала возможность использовать открытие Максвеллом и Герцем электромагнитной природы света. У него возникла мысль: если свет представляет собой электромагнитные колебания с определенной длиной волны, нельзя ли искусственно получить его не путем нагрева нити электрической лампы накаливания (что дает возможность использовать лишь 5 процентов энергии, превращающейся в световой поток), а путем создания таких колебаний, которые вызвали бы появление световых волн? Эта задача и стала предметом исследований в лаборатории Теслы в начале 1890 года.

Вскоре он накопил огромное количество фактов, позволивших перейти к обобщениям. Однако осторожность Теслы заставила его проверять десятки и сотни раз каждое свое утверждение. Он повторял сотни раз каждый опыт, прежде чем делал из него какие-либо выводы. Необычайность всех открытий Николы Теслы и огромный авторитет его привлекли внимание руководителей Американского института электроинженеров, вновь, как и три года назад, пригласивших Теслу прочесть лекцию о своих работах. Тесла избрал тему: “Опыты с переменными токами весьма высокой частоты и их использование для искусственного освещения”.

По традиции, установившейся с первых лет существования института, было разослано ограниченное число приглашений лишь самым выдающимся электротехникам. Перед такой избранной аудиторией 20 мая 1892 года Тесла и прочел одну из своих самых вдохновенных лекций и продемонстрировал опыты, уже осуществленные им в своей лаборатории.

– Нет ничего, что в большей степени могло бы привлечь внимание человека и заслужило бы быть предметом изучения, чем природа. Понять ее огромный механизм, открыть ее созидательные силы и познать законы, управляющие ею, – величайшая цель человеческого разума, – этими словами начал Тесла свое выступление.

И вот он уже демонстрирует перед слушателями результаты своих исследований в новой, еще никем не изученной области токов высокой частоты.

– Рассеяние электромагнитной энергии в пространстве, окружающем источник токов высокой частоты, позволяет использовать эту энергию для самых различных целей, – убежденно говорит ученый и тут же показывает замечательный опыт. Он выдвигает гениальное положение о возможности передачи электроэнергии без проводов и в доказательство заставляет как обычные лампы накаливания, так и специально им созданные лампы без нитей внутри светиться, внося их в переменное электромагнитное поле высокой частоты. – Освещение лампами подобного рода, – говорит Тесла, – где свет возникает не под действием нагрева нитей протекающим током, а вследствие особых колебаний молекул и атомов газа, будет проще, чем освещение современными лампами накаливания. Освещение будущего, – подчеркивал ученый, – это освещение токами высокой частоты.

Особенно подробно остановился Тесла на описании своего резонансного трансформатора как источника волн весьма высокой частоты и снова подчеркнул значение разряда конденсатора в создании таких колебаний. Тесла правильно оценил большое будущее этой важнейшей детали современных радиотехнических средств. Он выразил эту мысль следующими словами:

– Я думаю, что разряд конденсатора будет в будущем играть важную роль, так как он не только предоставит возможность получать свет более простым способом в том смысле, какой указывает изложенная мною теория, но окажется важным и во многих других отношениях.

Подробно изложив результаты экспериментов с токами высокой частоты, получаемыми с помощью резонансного трансформатора, Тесла завершил лекцию словами, свидетельствующими о его ясном представлении значения дальнейшего изучения явлений, над которыми его работы едва приоткрыли завесу тайны:

– Мы проходим с непостижимой скоростью через бесконечное пространство; все окружающее нас находится в движении, и энергия есть повсюду. Должен найтись более прямой способ утилизировать эту энергию, чем известные в настоящее время. И когда свет получится из окружающей нас среды и когда таким же образом без усилий будут получаться все формы энергии из своего неисчерпаемого источника, человечество пойдет вперед гигантскими шагами.

Одно созерцание этой великолепной перспективы подымает наш дух, укрепляет нашу надежду и наполняет наши сердца величайшей радостью.

Под бурные аплодисменты Тесла закончил свое замечательное выступление. Необычайность всего показанного и особенно смелые выводы ученого, видевшего революционные последствия своих открытий, поразили слушателей, хотя далеко не все поняли содержание лекции так глубоко, как того хотелось бы Николе Тесле.

Электротерапия

Электротерапия (электролечение) – применение c целью лечения и профилактики  заболеваний с помощью электрических токов, электрических и электромагнитных полей  различных параметров. 

Методы диагностики и лечения

Все это актуально при  различного  рода  болях:

• в суставах,
• в позвоночнике,
• в мышечных болях,
• при невралгиях и радикулитах.

Процедуры на аппарате BTL-vac:
Диагнозы:
– m Burger, акроцианоз, невралгия.
– m Osgood – Schalatter
– m Raynaud
– акроцианоз
– альгодистрофический синдром – нижние конечности
– анкилозирующий спондилоартрит
– артериит(верхних конечностей)
– артериит (нижних конечностей)
– артроз отечный
– ахилиодиния
– велленесс
– гемартроз
– гемотома – острая
– герпес опоясывающий лишай – невралгия
– гипотония мышц
– дисменорея
– Дюпюитрена контрактура
– Затылочная невралгия
– Комплексный региональный болевой синдром
– лимфатический стек
– люмбалгия(оль внизу спины)
– миалгия
– мочевой пузырь атонический
– невралгия
– невропатия
– недержание мочи
– острый артроз
– острый бурсит
– парастезия
– подострый тендовагинит
– послеоперационная боль
– послеоперационная гипотания мышц
– радиальный эпикандилит
– разрыв мышцы
– растяжение, контузия, затвердевание, острый, подострый
– ревматический артериит
– скалиоз
– смешанный тип недержания мочи
– сокращение мышц
– спастика
– спастическая обстипация
– стрессовое недержание мочи
– тонизация мышц “tonicum”
– тонизация мышц “phasicum”
– тригерные точки
– ургентное недержание мочи
– хронический артроз
– хронический тендовагинит
– эпикондилит (билатеральный)

1) Гальванизация (без лекарства) – противовосполительное действие, улучшающее кровообращение, снимающее спазмы
2) Электрофорез (гальванизация с лекарствами) – противовосполительное действие, улучшающее кровообращение, снимающее спазмы
3) Ампилпульс (ТЭНС)(СМТ) – без лекарства; улучшает кровообращение, снимает спазмы. При увеличении силы тока – действие стимуляции при таблетированных абортах
4) Ампилпульс (ТЭНС)(СМТ-форез) – с лекарственными припаратами. Противовоспалительное действие, аналгизирующее действие, регенерирующее действие, рассасывающее действие
5) Диадинамические токи (ДДТ – токи Бернара) – без лекарства; улучшает кровообращение, снимает спазмы. При увеличении силы тока – действие стимуляции при таблетированных абортах
6) Диадинамические токи (ДДТ – токи Бернара) – с лекарственными припаратами. Противовоспалительное действие, аналгизирующее действие, регенерирующее действие, рассасывающее действие

Ток низкой частоты

Ток низкой частоты в качестве лечебного средства применяется для раздражения тканей (электрораздражающая терапия). Также можно использовать электростимуляцию – метод воздействия на ослабленные мышцы с помощью электрического тока низкой частоты. Электростимуляция вызывает повторяющиеся непроизвольные сокращения мышц, что способствует их укреплению и препятствует развитию атрофии мышц. Показания к применению электротерапии током низкой частоты:

• Болезненные состояния чувствительных нервов, мышц и суставов (например, невралгии седалищного и лицевого нерва, боль в затылке, люмбаго, боль в плечевом суставе).
• Мышечная напряженность, мышечная слабость.
• Нарушения кровообращения в конечностях и нарушения кровообращения во внутренних органах.
• Стимуляция нервной системы и мышц.

Ток низкой частоты используется в качестве защитного средства от такого опасного заболевания, как тромбообразование, что особенно важно для лежачих или послеоперационых больных. Действие постоянного тока низкой частоты усиливается, если прокладку под электродом смачивать раствором лекарственного вещества, которое током вводится в ткани через кожу и оказывает присущее ему положительное действие на организм пациента. Преимущества такого воздействия в том, что в определенном месте получают большую концентрацию лекарства. Этот метод называется лекарственным электрофорезом. Ток низкой частоты может использоваться для т. н. электрических ванн: пациент находится в ванне с теплой водой, в которую погружены электроды.

Ток средней частоты

Электролечение током средней частоты – это интерференция двухчастотного переменного тока. Этот метод еще называется интерференционной терапией.

Во время процедуры продолжительностью 10-20 минут на тело пациента накладывают 4 электрода (для перекрестного движения тока). Прибор необходимо установить так, чтобы пациент ощущал легкое, приятное щекотание. Ток средней частоты действует несколько сильнее, чем ток низкой частоты. При его применении быстрее достигается обезболивающий эффект, кровообращение становится интенсивнее, более эффективной в этом случае бывает и резорбция. Этот метод также используется для раздражения тканей тела. Показания к применению данного метода лечения – мышечные боли, боль, вызванная дегенеративными заболеваниями позвоночника, боль в плечевом суставе, ушибы, травмы, вывихи, растяжения, а также плохо заживающие переломы костей.

Ток высокой частоты

Лечение током высокой частоты подразделяют на коротковолновую, дециметровую и микроволновую терапию.

При коротковолновой терапии (также как при использовании тока низкой частоты) по телу человека проходит электрический ток. Между тем, при использовании дециметровой и микроволновой терапии на тело пациента действует излучаемая электрическая энергия. В этом случае нет необходимости прикреплять электрод на теле пациента, достаточно на человека направить специальный излучатель. При электротерапии током высокой частоты получаемая глубинная теплота может использоваться для усиления кровообращения в глублежаших слоях тканей и внутренних органах, а также для уменьшения воспалительного процесса и расслабления.

Электрический ток высокой частоты запрещается применять пациентам с имплантантами (например, кардиостимулятором или другими металлическими предметами в их теле) во избежание электротравмы.

Аппарат BTL -5000 Puls, которым оснащена наша клиника генерирует полный спектр низко- и среднечастотных токов и их модификаций (гальванический ток, диадинамические токи, фарадические, неофарадические токи, русская стимуляция (токи Котца), стимулирующие импульсы, комбинированные импульсы, токи Leduc, спастическая стимуляция, высоковольтная терапия (HVT) и многие другие,  а также оснащен всеми необходимыми функциями, которые отражают последние достижения в электротерапии.

Токи высокой частоты их применение. Высокочастотные токи и поля. Токи высокой частоты и их применение

Как известно, переменный ток, применяемый для промышленных и бытовых целей, имеет 50 колебаний в секунду. Число же колебаний переменного высокочастотного тока достигает сотен тысяч и миллионов в секунду.

Ток высокой частоты характеризуют числом колебаний в секунду и длиной электромагнитной волны. Между длиной волны и частотой тока существует простое соотношение: чем выше частота тока, тем короче длина волны.

По длине электромагнитные волны делят на длинные – 3000 м и больше, средние – от 3000 до 200 м, промежуточные – от 200 до 50 м, короткие – от 50 до 10 м и ультракороткие – менее 10 м.

Токи высокой частоты получаются при помощи специальных генераторов – искровых и ламповых. В основе всякого генератора высокой частоты лежит колебательный контур. Колебательный контур состоит из электрической емкости (конденсатора, обозначается буквой С) и катушки самоиндукции, иначе катушки индуктивности (обозначается L), представляющей собой проволочную спираль.

Если конденсатору колебательного контура сообщить заряд, то между его обкладками возникает электрическое поле (рис 29, 1). Конденсатор начинает разряжаться через самоиндукцию; при прохождении разрядного тока через самоиндукцию вокруг нее за счет энергии тока возникает электромагнитное поле (рис. 29, 2). Когда конденсатор полностью разрядится, ток должен прекратиться; но по мере того, как ток ослабевает, запасенная в самоиндукции энергия электромагнитного поля переходит обратно в ток того же направления. В результате конденсатор снова зарядится, хотя знак заряда на обкладках конденсатора сменится на обратный (рис. 29, 3). Получив заряд, конденсатор снова начинает разряжаться через самоиндукцию, но ток разрядки конденсатора будет уже противоположного направления (рис. 29, 4). Прохождение тока через самоиндукцию будет сопровождаться снова возникновением электромагнитного поля, энергия которого по мере ослабления, разрядного тока будет переходить в энергию наведенного тока того же направления Обкладки конденсатора окажутся снова заряженными, и заряд их будет того же знака, что и вначале (рис. 29, 5).

Энергия, запасенная теперь в конденсаторе, будет меньше первоначальной, так как часть ее ушла на преодоление омического сопротивления контура.

Идя сначала в одном направлении, а затем в обратном, ток разрядки конденсатора совершает одно колебание.

Получив снова заряд, хотя и меньший первоначального, конденсатор снова начнет разряжаться через самоиндукцию. С каждым колебанием амплитуда тока будет уменьшаться. Это будет продолжаться до тех пор, пока вся энергия, запасенная в конденсаторе, не израсходуется на преодоление омического сопротивления контура. Возникает группа затухающих колебаний.

Чтобы колебания в колебательном контуре не прекратились, необходимо периодически снабжать конденсатор запасом энергии.

Переменным называют ток, периодически меняющийся по величине и направлению. В течение одного колебания сила тока нарастает до максимума, затем спадает до нуля, меняя направление на обратное, снова нарастает до максимума и опять достигает нулевого значения.

Отрезок времени (Т), в течение которого происходит одно колебание, называется периодом. Величина, обратная периоду, т. е. 1/Т, носит название частоты. Если период

Т выражен в секундах, то частота – это количество колебаний в секунду. Частота, соответствующая одному колебанию в секунду, принята за единицу и в честь физика Herz получила название герц (гц).

Если колебание совершается по закону синуса, то графическим изображением колебательного процесса является синусоида. Такие колебания получили название гармонических.

При прохождении переменного тока по проводнику вокруг последнего возникают электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве во всех направлениях; они образуют электромагнитные волны. Электромагнитные волны распространяются в пустоте со скоростью света – 300 000 км/сек (3*10 10 см/сек), а в различных средах с несколько меньшей скоростью.

Расстояние, которое проходит электромагнитная волна за время одного периода, называют длиной волны.

В настоящее время электромагнитные волны так называемой радиочастоты делят на длинные – 3000 м и больше, средние – от 3000 до 200 м, промежуточные – от 200 до 50 м, короткие – от 50 до 10 м, ультракороткие – менее 10 л, а последние на метровые – от 10 до 1 м, дециметровые – от 1 м до 10 см и сантиметровые – от 10 до 1 см.

Токи любой частоты, в том числе высокой, получают с помощью колебательного контура, который состоит из конденсатора (электрической емкости – С) и индуктивности (проволочной катушки – L, при токах высокой частоты без железного сердечника).

Если конденсатору колебательного контура сообщить заряд, то он начинает разряжаться через индуктивность: при этом вокруг нее за счет энергии тока возникает магнитное поле. Когда конденсатор полностью разрядится, ток должен прекратиться, но по мере того, как ток ослабевает, энергия магнитного поля, накопленная в индуктивности, переходит обратно в ток того же направления; в результате конденсатор снова зарядится, но знак заряда на его обкладках изменится на обратный. Получив заряд, конденсатор снова начинает разряжаться через индуктивность, но ток его разрядки будет уже противоположного направления. Прохождение тока через индуктивность будет снова сопровождаться возникновением магнитного поля, энергия которого по мере ослабления разрядного тока будет переходить в энергию наведенного тока того же направления. Обкладки конденсатора окажутся снова заряженными, и заряд их будет того же знака, что и вначале. Энергия, накопленная теперь в конденсаторе, меньше первоначальной, так как часть ее уходит на преодоление омического сопротивления контура. Идя сначала в одном направлении, а затем в обратном, ток разрядки конденсатора совершает одно колебание.

Получив снова заряд, хотя и меньший первоначального, конденсатор снова начнет разряжаться через индуктивность. С каждым колебанием амплитуда тока будет уменьшаться. Это будет продолжаться до тех пор, пока вся энергия, накопленная в конденсаторе, не израсходуется на преодоление омического сопротивления контура и частично на излучение электромагнитных волн – возникает группа затухающих колебаний. Для того чтобы колебания были малозатухающими или незатухающими, необходимо периодически подавать энергию в колебательный контур, восполнять ее потери. В современных медицинских аппаратах высокой частоты это осуществляется с помощью электронных ламп, применяемых в генераторных схемах.

Наиболее простой генераторной лампой является триод. Он имеет 3 электрода: катод, управляющую сетку и анод. При накале катод выделяет электроны. Если подать на анод положительный потенциал, а на катод отрицательный, то между анодом и катодом возникает электрическое поле, под влиянием которого отрицательно заряженные электроны притягиваются к аноду, имеющему положительный потенциал. Проникая между витками управляющей сетки, расположенной между катодом и анодом, электроны достигают анода, в результате чего в цепи анода проходит ток. Управляющая сетка расположена ближе к катоду и оказывает на электроны более сильное воздействие, чем анод. Когда на управляющей сетке имеется положительный потенциал, движение электронов ускоряется – в единицу времени большее число их попадает на анод, ток усиливается; когда же на сетке имеется отрицательный потенциал, она отталкивает электроны, не пропуская их к аноду – анодный ток становится слабее.

Триод имеет ряд недостатков, а это заставило перейти к более совершенным лампам – тетродам, лучевым тетродам, пентодам и др. Эти лампы применяют в медицинских высокочастотных генераторах, работающих на самовозбуждении с обратной связью.

Анодный ток, проходящий в цепи генераторной лампы, заряжает конденсатор колебательного контура, что ведет к возникновению электрических колебаний в анодном колебательном контуре. Колебания тока создают в катушке индуктивности колебательного контура переменное магнитное поле, силовые линии которого пересекают витки рядом расположенной катушки индуктивности управляющей сетки, наводя на ней переменные потенциалы. В результате этого колебательный контур в цепи анода через связь с сеткой лампы начинает управлять питающим его анодным током. Такая связь называется обратной. При наличии обратной связи (если включить питание в генератор) в анодном колебательном контуре возникают колебания, генератор самовозбуждается. Таков принцип работы генератора на самовозбуждении.

Практически в аппаратах высокой и ультравысокой частоты устройство колебательного контура значительно сложнее. В аппаратах высокой частоты первоначально колебания возникают в маломощном задающем генераторе. Возникающие в нем колебания передаются обычно индуктивным путем в промежуточный усилитель, а затем в выходной усилитель, собранный на более мощных лампах. Принцип усиления заключается в том, что колебания с предыдущего контура поступают на управляющие сетки более мощных ламп последующего контура, что ведет к увеличению мощности колебаний.

Терапевтический контур, который служит для проведения лечебной процедуры, связан с предыдущим контуром, который обычно представляет собой выходной усилитель только индуктивно, чтобы обезопасить больного от высокого напряжения, под которым находятся предыдущие контуры.

Все контуры должны быть настроены в резонанс, т. е. на одну и ту же частоту. При этом переход энергии из одного контура в другой осуществляется наиболее полно.

Раньше для получения токов высокой частоты пользовались искровыми генераторами. В настоящее время они сняты с производства, так как не генерируют стабильной частоты, что создает радиопомехи.

Всякому электрическому току, в том числе высокочастотному, свойственно тепловое действие. Это тепло возникает внутри тканей, а потому получило название эндогенного в отличие от экзогенного, когда тепло проникает в ткани снаружи, как это происходит при воздействии лечебной грязи, парафина, грелки.

Для того чтобы понять причину появления тепла внутри тканей при токах высокой частоты, необходимо разобрать механизм их прохождения через ткани. В тканевых жидкостях и внутри клеток имеются ионы, преимущественно натрия и хлора, на которые диссоциирует основная соль, содержащаяся в организме, – хлористый натрий. Кроме ионов натрия и хлора, в организме в меньшем количестве присутствуют и другие ионы (кальция, магния, фосфора и т. п.), а также содержатся белковые молекулы, несущие на себе электрический заряд.

Кроме заряженных частиц, в тканях организма находятся полярные молекулы (диполи), у которых электрические заряды внутри молекулы смещены и можно различать два полюса – положительный и отрицательный. К дипольным молекулам (диполям) относятся, в частности, молекулы воды.

При подведении к тканям организма высокочастотного напряжения в них в пространстве между электродами возникает высокочастотное электрическое поле. Под его влиянием все заряженные частицы приходят в движение: отрицательные направляются к положительному, положительные – к отрицательному полюсу. Дипольные молекулы начинают поворачиваться вдоль поля, чтобы отрицательным полюсом быть обращенными в сторону положительно заряженного, положительным – в сторону отрицательно заряженного электрода.

Едва ионы и другие заряженные частицы успеют сдвинуться с места, как меняется направление электрического поля, что заставляет их изменить направление движения на обратное. С каждым периодом высокочастотного тока процесс этот будет повторяться. Заряженные частицы начнут колебаться с очень малой амплитудой около среднего положения с частотой колебаний высокочастотного тока. Такой ток, при котором возникает движение заряженных частиц, в данном случае колебательное, носит название тока проводимости.

При своих колебательных движениях заряженные частицы встречают сопротивление как при столкновении друг с другом, так и с окружающими частицами тканей, что сопровождается образованием тепла. Поворот дипольных молекул тоже встречает сопротивление со стороны окружающих частиц и сопровождается выделением тепла (так называемые диэлектрические потери). Поворот в высокочастотном электрическом поле диполей, несущих на концах заряды, носит название тока смещения (поляризации). Ткани человеческого тела обладают электрической емкостью и омическим сопротивлением, включенными параллельно, что схематически представлено на рис. 40. Индуктивное сопротивление у тканей практически отсутствует.

Клеточные мембраны являются диэлектриками, хотя и несовершенными, а межтканевые жидкости и протоплазма клеток имеют ионную проводимость. В результате возникают микроскопические конденсаторы (два проводника, разделенные слоем диэлектрика). Общая емкость человеческого тела довольно значительна и составляет 0,01-0,02 мкф.

При относительно небольших частотах (для токов высокой частоты до нескольких миллионов герц в секунду) преобладает ионная электропроводность, возникает ток проводимости, при больших же частотах (несколько десятков миллионов герц) увеличивается ток поляризации. При сверхвысоких частотах, превышающих 1 млрд. гц, ток поляризации возрастает еще больше, выраженнее становятся явления, которые относят за счет осцилляторного (колебательного) действия токов высокой частоты; к ним принадлежат физико-химические сдвиги, в частности увеличение дисперсности белков. Ионный состав и число полярных молекул в разных тканях отличаются друг от друга, поэтому при одной и той же частоте, а следовательно, и длине волны в тканях будет возникать неодинаковое количество тепла. Фактически будут греться все ткани, хотя несколько больше та, для которой длина волны ближе лежит к селективной (избирательной). По Н. Н. Малову, избирательной для мышц является длина волны 2,1 м, для крови – 2,6 м, для кожи – 6 м, для печени – 5,5 м, для мозга – 11 м, для жира – 35 м. Следует отметить, что частота и соответственно длина волны колебаний, генерируемых современными медицинскими аппаратами высокой частоты, не являются достаточно селективными для тканей человеческого тела. Несмотря на это, различие в нагревании тканей проявляется в той или иной степени. Вследствие очень малого сдвига ионов от среднего положения во время колебательных движений не происходит выраженного изменения концентрации ионов на границе клеточных мембран как вне, так и внутри клетки; этим можно объяснить отсутствие раздражающего действия высокочастотного тока на ткани.

Болевая чувствительность при действии токов высокой частоты уменьшается, что в основном не зависит от возникающего тепла, а является результатом осцилляторного колебательного эффекта токов высокой частоты. Возможно, что при этом нарушается связь между элементами нервного окончания, воспринимающего боль, что ведет к понижению его возбудимости; чем выше частота тока, тем более выражено его болеутоляющее действие.

Дарсонваль – метод электротерапии, при котором воздействие оказывается импульсными переменными токами высокой частоты и напряжения, но малой силы (частота 110-400 кГц, напряжение 20 кВ, сила тока до 100-200 мА). Метод назван в честь французского физиолога Дарсонваля, разработавшего основные принципы его применения в медицинской практике. Дарсонваль используется в лечении широкого спектра заболеваний с 1891 года.

Дарсонвализация подразделяется на местную и общую.

Местная дарсонвализация проводится с помощью вакуумного электрода, через который подается ток различного напряжения. По мере нарастания напряжения увеличивается ионизация воздуха и величина искрового разряда. Для проведения общей дарсонвализации пациента помещают в катушку колебательного контура, называемую «клеткой Дарсонваля».

Действующим фактором при местной дарсонвализации является импульсный высокочастотный ток и электрический разряд между электродом и телом пациента, оказывающие влияние непосредственно в зоне воздействия; при общей дарсонвализации – вихревые высокочастотные токи, наведенные в ткани по принципам электромагнитной индукции, и изменяющие параметры деятельности ЦНС, сосудистой и иммунной систем.

Диатермический ток. В отличие от токов д”Арсонваля, диатермический ток имеет до 2 млн. изменений полярности в секунду, а сила тока уменьшается до 500 mА. Интенсивность тока зато увеличивается до 1–5 А. Электроды применяются металлические, свинцовые или станиолевые, без прокладок, непосредственно на кожу.

Действие местной диатермии сводится к вызыванию прилива крови в подвергающихся воздействию тканях. Кроме того, относительно глубокое проникновение тепла влияет на состояние подлежащих тканей. На месте наложения электродов создается ощущение тепла вследствие сопротивления, оказываемого току со стороны тканей, обладающих различной проводимостью.

В дерматологической практике очаговой диатермией пользуются для лечения вялых, потерявших напряжение, упругость атонических тканей, склеродермии, рубцов, язв от отморожения, рентгеновских язв, при озноблениях, при красных, холодных, потных руках и т. п.

Можно пользоваться сегментарной диатермией шейных и грудных симпатических узлов. При этом металлический электрод размером 6 X 8 см помещается на область, расположенную между VI шейным и II грудным позвонком. Второй электрод несколько большей величины (8 X 14 см) помещается на подложечную область. Сила тока дается в 2–3 А, продолжительность сеанса до 20 минут. Всего проводится 15–20 сеансов. Такая сегментарная диатермия с успехом применяется при гипергидрозе стоп и ладоней, при атрофиях кожи, при склеродермии и т. д.

В дерматологической практике применяют также хирургическую диатермию. Для последней используют электроды с очень маленькой действующей поверхностью, вследствие чего на месте их приложения получается коагулирование тканей.

Применяют три вида хирургической диатермии:

• 1) электрокоагуляцию,
• 2) электротомию (электрическое резание)
• 3) электродиcсекацию.

Наиболее простой является электрокоагуляция. Для дерматологических целей активный электрод прикладывают к участку, который хотят удалить, или электрод в виде иголки вкалывают на желаемую глубину в ткань. При пропускании тока в 0,5–2 А быстро наступает повеление, коагуляция ткани, образуется некроз. Под влиянием защитной повязки в течение 2–3 недель некротизировавшийея участок отпадает и остается розового цвета рубец, который понемногу принимает цвет обычной кожи и выравнивается с поверхностью окружающей кожи. Если разрушаются большие по величине участки ткани, то и в этих случаях рубец в косметическом отношении бывает достаточно хорошим. Однако при заживлении раны необходимо тщательно оберегать ее от каких-либо травм, защищая повязками.

Электрокоагуляция применяется для разрушения ангиом, родимых пятен, бородавок, ксантелазм, татуировок, телеангиэктазий. При гипертрихозе в целях эпиляции применение электрокоагуляции является целесообразнее, чем электролиз, так как она дает эффект в 3–5 секунд. Однако применение электрокоагуляций с целью эпиляции волос требует навыка и опыта со стороны персонала, чтобы не вызвать некроза на поверхности кожи у устья волоса и вместе с этим образования рубца.

Вторым видом использования хирургической диатермии является электротомия. Производится она при помощи так называемого диатермического скальпеля. При этом вокруг разреза ткань коагулируется, что предохраняет организм от появления метастазов или внедрения в ткани микробов. Заживление первичным натяжением при этом происходит редко; обычно заживление происходит вторичным натяжением.

Третьим видом использования хирургической диатермии является диссекация или электродиссекация. При этом проскакивающей искрой достигается полное обугливание подлежащей уничтожению ткани. Получаемый после коагуляции рубец бывает очень хорош в косметическом отношении. Однако и в этих случаях необходимо до заживления оберегать очаг поражения от травм и вторичной инфекции.

Токи высоких и ультравысоких частот . С лечебной целью применяются токи высокой частоты, а именно от 10000000 до 300000000 и больше периодов в 1 секунду. Такая частота соответствует электромагнитным волнам длиной от 30 до 1 м. Частоты, соответствующие длине волны от 10 до 1 м, называются ультравысокими (УВЧ). Источником тока УВЧ, как принято говорить, генератором ультракоротких волн (УКВ), является аппаратура, в принципе сходная с диатермической.

В качестве электродов применяют различной величины и формы металлические пластинки, покрытые изолирующим веществом (деревом, резиной, стеклом, эбонитом).

Электроды располагаются на некотором расстоянии от поверхности кожи. Чем ближе к кожной поверхности находится электрод, тем поверхностнее эффект действия УВЧ. Так, при необходимости воздействовать на кожу (импетиго, фолликулиты, фурункулы, акне, небольшие абсцессы и т. п.) электронная пластинка ставится совсем близко к пораженному участку кожи.

Продолжительность сеанса при местных воспалительных и нагаои-тельных процессах бывает около 5–10 минут. При волне в 12 м, применяя пятиминутные сеансы, получают очень хорошие результаты при лечении невродермитов, экземы, токсических заболеваний кожи. Сеансы производятся ежедневно.

Для установления возникновения электрического поля между электродами вносят в электрическое поле неоновую лампочку, прилагаемую к аппарату. При правильной работе аппарата неоновая лампочка начинает светиться.

Погрузите палку в пруд. Уровень воды должен повыситься. Но это повышение настолько ничтожно, что обнаружить его трудно. А если попеременно погружать палку в воду и вытаскивать ее, то по воде побегут волны. Они заметны на значительном расстоянии от места возникновения. Такое механическое движение воды можно сравнить с электромагнитными явлениями. Вокруг проводника с постоянным током возникает постоянное электромагнитное поле. Обнаружить его вдали от токонесущего проводника трудно.

Но если по проводнику пропускать переменный электрический ток, то и электромагнитные силы вокруг проводника будут все время меняться, т. е. электромагнитное поле вокруг него будет волноваться. От проводника с переменным током бегут электромагнитные волны.

Расстояние между двумя ближайшими гребнями волн на пруду – это длина волны. Ее обозначают греческой буквой λ (ламбда). Время, за которое какой-либо участок волнующейся поверхности воды поднимается, опускается и вновь возвращается к своему начальному положению – это период колебания – Т . Обратную величину называют частотой колебаний и обозначают буквой f . Частоту колебаний измеряют в периодах в секунду. Единица измерения частоты колебаний, соответствующая одному периоду в секунду, названа герц (гц) – в честь Генриха Рудольфа Герца (1857 – 1894), знаменитого исследователя колебаний и волн (1 тыс. герц=1 килогерц, 1 млн. герц= 1 мегагерц).

Скорость волн (с ) – то расстояние, на которое волны распространяются за одну секунду. За время одного периода Т волновое движение успевает распространиться как раз на длину одной волны X. Для волнового движения справедливы следующие соотношения:

с Т = λ; с / f = λ

Эти соотношения между частотой колебаний, длиной волны и скоростью движения волн верны не только для волн на воде, но и для любых колебаний и волн.

Необходимо сразу же подчеркнуть одно свойство электромагнитных колебаний. Когда они распространяются в пустом пространстве, то, какова бы ни была их частота, какова бы ни была длина волны, скорость их распространения всегда одна и та же -300 тыс. км/сек. Видимый свет – это один из видов электромагнитных колебаний (с длиной волны от 0,4 до 0,7 миллимикрона и частотой 10 14 – 10 15 гц). Скорость распространения электромагнитных волн – это скорость света (3 10 10 см/сек).

В воздухе и в других газах скорость распространения электромагнитных колебаний лишь немного меньше, чем в пустоте. А в различных жидких и твердых средах она может быть в несколько раз меньше, чем в пустоте; кроме того, здесь она зависит от частоты колебаний.

Самая маленькая и самая большая Есть много единиц измерения энергии: эрг, джоуль, калория и др. Самая маленькая из них – электронвольт: электрон, разогнанный в электрическом поле между точками с разностью потенциалов в 1 в, будет обладать энергией в 1 электронвольт. Самую большую единицу энергии предложил недавно для подсчетов мировых запасов энергии индийский ученый Хоми Баба. Его единица равна тепловой энергии, которая выделяется при сжигании 33 млрд. Т каменного угля. Такое количество угля ученый взял потому, что за последние 20 лет, в течение которых особенно много добывалось и сжигалось угля, его было извлечено из земных недр именно 33 млрд. Т.

Излучение и излучатели

Мы живем в мире электромагнитных колебаний. И солнечный свет, и загадочные потоки космических лучей, падающих на Землю из межзвездных пространств, и тепло, испускаемое жарко натопленной печью, и электрический ток, циркулирующий в силовых сетях, – все это электромагнитные колебания. Все они распространяются в виде волн, в виде лучей.

Всякий предмет, всякое тело, порождающее волны, называют излучателем. Палка, которой болтают в пруду, – это излучатель водяных волн. Вода оказывает сопротивление ее движению. Чтобы двигать палку, надо затрачивать мощность. Эта передаваемая воде мощность численно равна произведению квадрата скорости движения палки на сопротивление движению. Частично эта мощность превращается в тепло – идет на нагревание воды, а частично идет на образование волн.

Можно сказать, что полное сопротивление, испытываемое палкой, – это сумма двух сопротивлений: одно из них – сопротивление теплообразования, а другое – сопротивление волнообразования – сопротивление излучения, как его принято называть.

Такие же закономерности и у электромагнитных явлений. Мощность, которую расходует в проводнике электрический ток, равна произведению сопротивления проводника на квадрат тока в нем. Если взять ток в амперах, а сопротивление в омах, то мощность получится в ваттах.

В электрическом сопротивлении любого проводника (как и в механическом сопротивлении воды движению палки) можно различить две составляющие: сопротивление теплообразования – омическое сопротивление и сопротивление излучения – сопротивление, вызванное образованием вокруг проводника электромагнитных волн, уносящих с собой энергию.

Возьмем, например, электрическую нагревательную плитку, для которой омическое сопротивление равно 20 ом, а ток – 5 а. Мощность, превращаемая в этой плитке в тепло, будет равна 500 вт (0,5 кВт). Чтобы вычислить мощность волн, бегущих от излучателя, надо помножить квадрат тока в проводнике на сопротивление излучения этого проводника.

Сопротивление излучения находится в сложной зависимости от формы проводника, от его размеров, от длины излучаемой электромагнитной волны. Но для одиночного прямолинейного проводника, во всех точках которого идет ток одного и того же направления и одинаковой силы, сопротивление излучения (в омах) выражается относительно простой формулой:

R изл =3200(l/λ) 2

Здесь l – длина проводника, а λ – длина электромагнитной волны (эта формула справедлива при l значительно меньших, чем λ ).

При ориентировочных прикидках эту формулу можно применять для любых электротехнических конструкций, любых машин и аппаратов, например для нагревательной плитки, в которой провод не прямолинеен, а свернут в спираль, уложенную зигзагом. Но в качестве l в формулу сопротивления излучения надо подставлять не полную длину проводника, а один из приведенных размеров рассматриваемой конструкции. Для нагревательной плитки l приблизительно равно поперечнику плитки.

На центральных электростанциях вырабатывается переменный ток с частотой 50 гц. Этому току соответствует электромагнитная волна длиной в 6 тыс. км. Не только электрическая плитка, но и самые крупные электрические машины и аппараты и даже дальние линии электропередачи имеют размеры l во много раз меньшие, нежели длина этой электромагнитной волны. Сопротивление излучения самых крупных электрических машин и аппаратов для тока с частотой 50 гц измеряется ничтожными долями ома. Даже при токах в тысячи ампер излучаются мощности меньше одного ватта.

Поэтому в практике при применении промышленного тока с частотой 50 гц не приходится учитывать его волновые свойства. Энергия этого тока крепко «привязана» к проводам. Для подключения потребителя (ламп, печей, двигателей и т. д.) необходим непосредственный контакт с токонесущими проводами.

С повышением частоты тока длина электромагнитной волны уменьшается. Например, для тока с частотой 50 Мгц она равна 3 м. При такой волне даже проводник небольших размеров может иметь значительное сопротивление излучения и при относительно небольших токах излучать значительные количества энергии.

По уточненным расчетам проводник длиной в полволны (l=λ/2) имеет сопротивление излучения R изл. около 73 ом. При токе, скажем, 10 а излучаемая мощность будет 7,3 кВт. Проводник, способный излучать электромагнитную энергию, называют антенной. Этот термин был заимствован электриками в конце прошлого века из энтомологии, – антенной называется усик-щупальце у насекомых.

У истоков радиотехники

Электромагнитные колебания, совершающиеся с частотой в миллион миллиардов герц, наше зрение ощущает как свет. В тысячу раз более медленные колебания могут ощущаться кожей как тепловые лучи.

Электромагнитные колебания, частота которых находится в пределах от нескольких килогерц до тысяч мегагерц, не воспринимаются органами чувств, но они имеют большое значение в нашей жизни. Эти колебания способны распространяться, как и свет и тепло, в виде лучей. По-латыни слово «луч» – «радиус». От этого корня и образовано слово «радиоволны». Это колебания, порождаемые токами высокой частоты. Основное, важнейшее их применение – беспроволочная телеграфная и телефонная связь. Впервые в мире беспроволочную передачу сигналов радиоволнами практически осуществил русский ученый Александр Степанович Попов. 7 мая (25 апреля) 1895 г. на заседании физического отделения Русского физико-химического общества он продемонстрировал прием радиоволн.

В наше время с помощью радио можно установить беспроволочную связь между любыми точками земного шара. Возникли новые отрасли высокочастотной техники – радиолокация, телевидение. Радиотехника стала применяться в различных отраслях промышленности.

Обзор высокочастотной техники правильно начинать с методов получения переменных токов высокой частоты.

Самый старый и наиболее простой способ получения высокочастотных электромагнитных колебаний – это разряд конденсатора через искру. Первые радиопередатчики А. С. Попова имели искровые генераторы с такими простейшими разрядниками в виде двух шаров, разделенных воздушным промежутком.

Машинный генератор тока повышенной частоты.

В начале нашего столетия появились усовершенствованные искровые разрядники, которые давали высокочастотные колебания мощностью до 100 кВт. Но в них были велики потери энергии. В настоящее время есть более совершенные источники токов высокой частоты (ТВЧ).

Для получения токов с частотой до нескольких килогерц обычно применяют машинные генераторы. Такой генератор состоит из двух основных частей – неподвижного статора и вращающегося ротора. Обращенные друг к ДРУГУ поверхности ротора и статора зубчатые. При вращении ротора взаимное перемещение этих зубцов вызывает пульсацию магнитного потока. В рабочей обмотке генератора, уложенной на статоре, возникает переменная электродвижущая сила (э.д.с.). Частота тока равна произведению числа зубцов ротора на число его оборотов в секунду. Например, при 50 зубцах на роторе и скорости его вращения в 50 об/сек получается ток-частотой 2500 гц.

В настоящее время выпускаются машинные генераторы ТВЧ мощностью до нескольких сотен киловатт. Они дают частоты от нескольких сотен герц до 10 кгц.

Один из наиболее распространенных современных способов получения ТВЧ – это применение колебательных контуров, соединенных с электрическими управляемыми вентилями.

Никола Тесла. Первая отечественная биография Ржонсницкий Борис Николаевич

Глава шестая

Токи высокой частоты. Резонанс-трансформатор. Безопасен ли электрический ток? Лекция Теслы о токах высокой частоты

По утверждению Теслы, год, проведенный им в Питсбурге, был потерян для исследовательских работ в области многофазных токов. Возможно, что это утверждение близко к истине, но возможно и то, что именно этот год стал началом дальнейших творческих успехов изобретателя. Дискуссия с инженерами завода Вестингауза не прошла бесследно. Обоснование предложенной им частоты переменного тока в 60 периодов требовало более тщательного анализа экономической эффективности применения как меньших, так и более высоких частот. Научная добросовестность Теслы не позволяла ему оставить этот вопрос без тщательной проверки.

Возвратившись в 1889 году из Европы, он принялся за конструирование генератора переменного тока большой частоты и вскоре создал машину, статор которой состоял из 348 магнитных полюсов. Этот генератор давал возможность получать переменный ток с частотой в 10 тысяч периодов в секунду. Вскоре ему удалось создать и еще более высокочастотный генератор и начать изучение различных явлений при частоте 20 тысяч периодов в секунду.

Исследования показали, что по мере увеличения частоты переменного тока можно значительно уменьшить объем железа в электромагнитных электродвигателях, а начиная с определенной частоты, можно создавать электромагниты, состоящие из одних только обмоток, вообще без железа в катушках. Двигатели, созданные из таких электромагнитов без железа, были бы чрезвычайно легкими, но во многих других отношениях неэкономичны, и уменьшение затрат металла не окупалось бы из-за значительного увеличения потребления электроэнергии.

Исследуя широкий диапазон частот переменного тока первоначально в пределах, которые могли бы быть применены в многофазной системе (25-200 периодов в секунду), Тесла вскоре перешел к изучению свойств и возможностей практического использования токов повышенных (10–20 тысяч периодов в секунду) и высоких (20-100 тысяч периодов в секунду) частот. Для получения значительно большего числа периодов и значительно более высоких напряжений, чем это могло быть достигнуто созданными им генераторами токов высокой частоты, необходимо было найти и опереться на иные принципы.

Хорошо знакомый с мировой литературой по электрофизике и электротехнике, Тесла изучил работу знаменитого американского физика Джозефа Генри, высказавшего еще в 1842 году предположение, что при некоторых электрических разрядах (в том числе и разряде лейденской банки) имеются не только «главные разряды», но и встречные, причем каждый последующий несколько слабее предыдущего. Так было впервые замечено существование затухающего двухстороннего электрического разряда.

Тесла знал и о том, что спустя одиннадцать лет после Генри английский физик лорд Кельвин экспериментально доказал, что электрический разряд конденсатора есть процесс двухсторонний, продолжающийся до тех пор, пока энергия его не будет израсходована на преодоление сопротивления среды. Частота этого двухстороннего процесса достигает 100 миллионов колебаний в секунду. Искра между шариками разрядника, кажущаяся однородной, в действительности состоит из нескольких миллионов искр, проходящих в короткий промежуток времени в обе стороны.

Кельвин дал математическое выражение процесса двухстороннего разряда конденсатора. Позднее Феддерсон, Шиллер, Кирхгоф, Гельмгольц и другие исследователи не только проверили правильность этого математического выражения, но и значительно дополнили теорию электрического разряда.

Знаком был Тесла и с работами Антона Обербанка, наблюдавшего явление электрического резонанса, то есть процесс резкого возрастания амплитуды (размаха) колебаний при приближении частоты внешнего колебания к частоте собственных внутренних колебаний системы.

Хорошо известны были ему и опыты Герца и Лоджа, занимавшихся изучением электромагнитных волн. Особенно большое впечатление на Теслу произвели эксперименты Генриха Герца, подтвердившие теоретические предположения Джеймса К. Максвелла о волновой природе электромагнитных явлений. Надо заметить, что в работах Герца Тесла впервые нашел указание на явление так называемых «стоячих электромагнитных волн», то есть волн, накладывающихся одна на другую так, что они в одних местах усиливают друг друга, создавая «пучности», а в других уменьшают до нуля, создавая «узлы».

Зная все это, Никола Тесла в 1891 году закончил конструирование прибора, сыгравшего исключительную роль в дальнейшем развитии самых различных отраслей электротехники и особенно радиотехники. Для создания токов высокой частоты и высокого напряжения он решил воспользоваться известным свойством резонанса, то есть явлением резкого возрастания амплитуды собственных колебаний какой-либо системы (механической или электрической) при наложении на них внешних колебаний с той же частотой. На основании этого известного явления Тесла создал свой резонанс-трансформатор.

Действие резонанс-трансформатора основано на настройке в резонанс его первичного и вторичного контуров. Первичный контур, содержащий как конденсатор, так и индукционную катушку, позволяет получить переменные токи весьма высокого напряжения с частотами в несколько миллионов периодов в секунду. Искра между шариками разрядника вызывает быстрые изменения магнитного поля вокруг первичной катушки вибратора. Эти изменения магнитного поля вызывают возникновение соответствующего высокого напряжения в обмотке вторичной катушки, состоящей из большого числа витков тонкой проволоки, причем частота переменного тока в ней соответственно количеству искровых разрядов достигает нескольких миллионов перемен в секунду.

Наибольшей величины частота достигает в момент, когда периоды первичной и вторичной цепи совпадают, то есть когда наблюдается явление резонанса в этих цепях.

Тесла разработал очень простые методы автоматической зарядки конденсатора от источника тока низкого напряжения и разрядки его через трансформатор с воздушным сердечником. Теоретические расчеты изобретателя показали, что даже при самых незначительных величинах емкости и индукции в созданном им резонанс-трансформаторе при соответствующей настройке можно получить путем резонанса весьма высокие напряжения и частоты.

Открытые им в 1890 году принципы электрической настройки резонанс-трансформатора и возможность изменять емкость для изменения длины волны электромагнитных колебаний, создаваемых трансформатором, стали одним из наиболее важных оснований современной радиотехники, а мысли Теслы об огромной роли конденсатора и вообще емкости и самоиндукции в развитии электротехники оправдались.

Резонанс-трансформатор Теслы: Е – батарея или другой источник тока. J – индукционная катушка. ВВ – искровой разрядник. СС – батарея лейденских банок. L1 – первичная катушка трансформатора. L2 – вторичная катушка трансформатора. К – механический прерыватель. На нижнем рисунке катушки L1 и L2 погружены в масло.

При создании резонанс-трансформатора пришлось решить еще одну практическую задачу: найти изоляцию для катушек сверхвысокого напряжения. Тесла занялся вопросами теории пробоя изоляции и на основании этой теории нашел лучший способ изолировать витки катушек – погружать их в парафиновое, льняное или минеральное масло, называемое теперь трансформаторным. Позднее Тесла еще раз возвратился к разработке вопросов электрической изоляции и сделал весьма важные выводы из своей теории.

Едва начав опыты с токами высокой частоты, Никола Тесла ясно представил себе огромные перспективы, открывавшиеся перед человечеством при широком использовании токов высокой частоты. Было бы значительным преувеличением утверждать, что уже тогда он видел все частные случаи их применения в том виде, в каком это имеет место в настоящее время, но само направление работ Теслы свидетельствует о необычайно разносторонних выводах, которые он сделал из своего открытия.

Прежде всего он пришел к убеждению, что электромагнитные волны играют исключительно важную роль в большинстве явлений природы. Взаимодействуя друг с другом, они либо усиливаются, либо ослабляются, либо вызывают новые явления, происхождение которых мы иногда приписываем совершенно другим причинам. Но не только электромагнитные излучения играют огромную роль в самых различных явлениях природы. Тесла интуицией большого ученого понял значение различных излучений еще до замечательных открытий радиоактивных элементов. Когда позднее, в 1896 году, Анри Беккерель, а затем Пьер и Мария Кюри открыли это явление, Тесла нашел в этом подтверждение своих предвидений, высказанных им еще в 1890 году.

Огромное значение переменных токов в развитии промышленности, получившей наконец необходимый ей электродвигатель, стало ясно Николе Тесле при первом же знакомстве с преимуществами трехфазного тока, требующего для его передачи всего лишь три провода. Для Теслы уже в то время было несомненно, что должен быть открыт способ передачи электроэнергии и вовсе без проводов, с помощью электромагнитных волн. Эта проблема привлекла внимание Теслы, стала предметом его занятий еще в конце 1889 года.

Однако практическое применение токов высокой частоты для самых разнообразных целей требовало изучения на первый взгляд самых различных, не связанных между собой вопросов. Эти-то эксперименты в широком масштабе и начал проводить в своей лаборатории Никола Тесла.

Начав систематические опыты с токами высокой частоты и высокого напряжения, Тесла должен был прежде всего разработать меры защиты от опасности поражения электрическим током. Эта частная, вспомогательная, но весьма важная задача привела его к открытиям, заложившим основу электротерапии – обширной области современной медицины.

Ход мыслей Николы Теслы был чрезвычайно оригинален. Известно, рассуждал он, что постоянный ток низкого напряжения (до 36 вольт) не оказывает вредных действий на человека. По мере повышения напряжения возможность поражения быстро возрастает. С увеличением напряжения, поскольку сопротивление тела человека практически неизменно, сила тока также увеличивается и достигает при 120 вольтах угрожающей величины. Более высокое напряжение становится опасным для здоровья и жизни людей.

Иное дело ток переменный. Для него предел опасного напряжения значительно выше, чем для постоянного, и этот предел отодвигается с повышением частоты. Известно, что электромагнитные волны очень высокой частоты не оказывают никакого болезненного действия на человека. Пример тому свет, воспринимаемый при нормальной яркости здоровым глазом без всяких болезненных ощущений. В пределах каких же частот и напряжений переменный ток опасен? Где начинается зона безопасного тока?

Шаг за шагом исследовал Тесла действие переменного электрического тока на человека при разных частотах и напряжениях. Опыты он проводил на самом себе. Сначала через пальцы одной руки, затем через обе руки, наконец, через все тело пропускал он токи высокого напряжения и высокой частоты. Исследования показали, что действие электрического тока на человеческий организм складывается из двух составляющих: воздействия тока на ткани и клетки нагревом и непосредственного воздействия тока на нервные клетки.

Оказалось, что нагревание далеко не всегда вызывает разрушительные и болезненные последствия, а воздействие тока на нервные клетки прекращается при частоте свыше 700 периодов, аналогично тому, как слух человека не реагирует на колебания свыше 2 тысяч в секунду, а глаз – на колебания за пределами видимых цветов спектра.

Так была установлена безопасность токов высоких частот даже при высоких напряжениях. Более того, тепловые действия этих токов могли быть использованы в медицине, и это открытие Николы Теслы нашло широкое применение; диатермия, лечение УВЧ и другие методы электротерапии есть прямое следствие его исследований. Тесла сам разработал ряд электротермических аппаратов и приборов для медицины, получивших большое распространение как в США, так и в Европе. Его открытие было затем развито другими выдающимися электриками и врачами.

Однажды, занимаясь опытами с токами высокой частоты и доведя напряжение их до 2 миллионов вольт, Тесла случайно приблизил к аппаратуре медный диск, окрашенный черной краской. В то же мгновение густое черное облако окутало диск, и тотчас поднялось вверх, а сам диск заблестел, словно чья-то невидимая рука соскоблила всю краску и отполировала его.

Удивленный Тесла повторил опыт, и снова краска исчезла, а диск сиял, поддразнивая ученого. Повторив десятки раз опыты с разными металлами, Тесла понял, что он открыл способ их очистки токами высокой частоты.

«Любопытно, – подумал он, – а не подействуют ли эти токи и на кожу человека, не удастся ли с их помощью снимать с нее различные, трудно поддающиеся удалению краски».

И этот опыт удался. Кожа руки, окрашенная краской, мгновенно стала чистой, как только Тесла внес ее в поле токов высокой частоты. Оказалось, что этими токами можно удалять с кожи лица мелкую сыпь, очищать поры, убивать микробов, всегда в изобилии покрывающих поверхность тела человека.

Тесла считал, что его лампы оказывают особое благотворное действие не только на сетчатку глаза, но и на всю нервную систему человека. К тому же лампы Теслы вызывают озонирование воздуха, что также может быть использовано в лечении многих болезней. Продолжая заниматься электротерапией, Тесла в 1898 году сделал обстоятельное сообщение о своих работах в этой области на очередном конгрессе Американской электротерапевтической ассоциации в Буффало.

В лаборатории Тесла пропускал через свое тело токи напряжением в 1 миллион вольт при частоте 100 тысяч периодов в секунду (ток достигал при этом величины в 0,8 ампера). Но, оперируя с токами высокой частоты и высокого напряжения, Тесла был очень осторожен и требовал от своих помощников соблюдения всех им самим выработанных правил безопасности. Так, при работе с напряжением в 110-50 тысяч вольт при частоте в 60-200 периодов он приучил их работать одной рукой, чтобы предотвратить возможность протекания тока через сердце. Многие другие правила, впервые установленные Теслой, прочно вошли в современную технику безопасности при работе с высоким напряжением.

Создав разнообразную аппаратуру для производства опытов, Тесла в своей лаборатории начал исследование огромного круга вопросов, относящихся к совершенно новой области науки, в которой его больше всего интересовали возможности практического использования токов высокой частоты и высокого напряжения. Работы его охватывали все многообразие явлений, начиная от вопросов генерирования (создания) токов высокой частоты и кончая детальным изучением различных возможностей их практического использования. С каждым новым открытием возникали все новые и новые проблемы.

Как одна из частных задач Теслу заинтересовала возможность использовать открытие Максвеллом и Герцем электромагнитной природы света. У него возникла мысль: если свет представляет собой электромагнитные колебания с определенной длиной волны, нельзя ли искусственно получить его не путем нагрева нити электрической лампы накаливания (что дает возможность использовать лишь 5 процентов энергии, превращающейся в световой поток), а путем создания таких колебаний, которые вызвали бы появление световых волн? Эта задача и стала предметом исследований в лаборатории Теслы в начале 1890 года.

Вскоре он накопил огромное количество фактов, позволивших перейти к обобщениям. Однако осторожность Теслы заставила его проверять десятки и сотни раз каждое свое утверждение. Он повторял сотни раз каждый опыт, прежде чем делал из него какие-либо выводы.

Необычайность всех открытий Николы Теслы и огромный авторитет его привлекли внимание руководителей Американского института электроинженеров, вновь, как и три года назад, пригласивших Теслу прочесть лекцию о своих работах. Тесла избрал тему: «Опыты с переменными токами весьма высокой частоты и их использование для искусственного освещения».

По традиции, установившейся с первых лет существования института, было разослано ограниченное число приглашений лишь самым выдающимся электротехникам. Перед такой избранной аудиторией 20 мая 1892 года Тесла и прочел одну из своих самых вдохновенных лекций и продемонстрировал опыты, уже осуществленные им в своей лаборатории.

Нет ничего, что в большей степени могло бы привлечь внимание человека и заслужило бы быть предметом изучения, чем природа. Понять ее огромный механизм, открыть ее созидательные силы и познать законы, управляющие ею, – величайшая цель человеческого разума, – этими словами начал Тесла свое выступление.

И вот он уже демонстрирует перед слушателями результаты своих исследований в новой, еще никем не изученной области токов высокой частоты.

Рассеяние электромагнитной энергии в пространстве, окружающем источник токов высокой частоты, позволяет использовать эту энергию для самых различных целей, – убежденно говорит ученый и тут же показывает замечательный опыт. Он выдвигает гениальное положение о возможности передачи электроэнергии без проводов и в доказательство заставляет как обычные лампы накаливания, так и специально им созданные лампы без нитей внутри светиться, внося их в переменное электромагнитное поле высокой частоты. – Освещение лампами подобного рода, – говорит Тесла, – где свет возникает не под действием нагрева нитей протекающим током, а вследствие особых колебаний молекул и атомов газа, будет проще, чем освещение современными лампами накаливания. Освещение будущего, – подчеркивал ученый, – это освещение токами высокой частоты.

Особенно подробно остановился Тесла на описании своего резонанс-трансформатора как источника волн весьма высокой частоты и снова подчеркнул значение разряда конденсатора в создании таких колебаний. Тесла правильно оценил большое будущее этой важнейшей детали современных радиотехнических средств. Он выразил эту мысль следующими словами:

Я думаю, что разряд конденсатора будет в будущем играть важную роль, так как он не только предоставит возможность получать свет более простым способом в том смысле, какой указывает изложенная мною теория, но окажется важным и во многих других отношениях.

Подробно изложив результаты экспериментов с токами высокой частоты, получаемыми с помощью резонанс-трансформатора, Тесла завершил лекцию словами, свидетельствующими о его ясном представлении значения дальнейшего изучения явлений, над которыми его работы едва приоткрыли завесу тайны:

Мы проходим с непостижимой скоростью через бесконечное пространство; все окружающее нас находится в движении, и энергия есть повсюду. Должен найтись более прямой способ утилизировать эту энергию, чем известные в настоящее время. И когда свет получится из окружающей нас среды, и когда таким же образом без усилий будут получаться все формы энергии из своего неисчерпаемого источника, человечество пойдет вперед гигантскими шагами.

Одно созерцание этой великолепной перспективы подымает наш дух, укрепляет нашу надежду и наполняет наши сердца величайшей радостью.

Под бурные аплодисменты Тесла закончил свое замечательное выступление. Необычайность всего показанного и особенно смелые выводы ученого, видевшего революционные последствия своих открытий, поразили слушателей, хотя далеко не все поняли содержание лекции так глубоко, как того хотелось бы Николе Тесле.

Из книги Хронолого-эзотерический анализ развития современной цивилизации. Книга 4. За семью печатями автора Сидоров Георгий Алексеевич

Из книги Сияние Вышних Богов и крамешники автора Сидоров Георгий Алексеевич

Глава 11. Частоты коллективного сознания Ты видишь, какая стоит погода. Скоро подкатит к шестидесяти восьми, а снега мало. Если бы не печь, то углы нашего скита, – показал старик на стены избушки, – давно бы побелели. Дед Мороз совсем рассвирепел. Обычно морозяка долго не

Из книги Математическая хронология библейских событий автора Носовский Глеб Владимирович

1. Частоты упоминания собственных имён в Библии В Библии содержится несколько десятков тысяч упоминаний имён. Известно, что в Библии есть две серии дубликатов: каждое поколение, описанное в книгах 1 Царств, 2 Царств, 3 Царств, 4 Царств, затем повторно описано в книгах 1

Из книги От Скифии до Индии [Древние арии: мифы и история] автора Бонгард-Левин Григорий Максимович

ВЕРШИНЫ ВЫСОКОЙ ХАРЫ До самого неба возвышается Хара; вокруг ее вершины совершают движение солнце, луна и звезды. «Взойди, взойди, быстроконное солнце, над Высокой Харой, даруй свой свет земному миру… взойди, взойди, месяц, над Высокой Харой, даруй свой свет земному миру…

Из книги Московские загадки автора Молева Нина Михайловна

Гнездо поэзии высокой «Это истинный ваш род; наконец вы нашли это» – слова нового знакомца звучали приговором и надеждой. Слова известного поэта и баснописца о первом опыте не слишком удачливого собрата по перу: Ивана Ивановича Дмитриева о двух первых баснях Крылова.

автора Фредди

XIX. По миру Высокой моды Я достаточно много говорила о торжественных премьерах, которыми отмечается дебют коллекций, чтобы специально к ним не возвращаться. Только представьте, у нас проходит почти сотня спектаклей в год. Все дефиле похожи одно на другое. Почти везде

Из книги Тайны парижских манекенщиц [сборник] автора Фредди

Фредди За кулисами парижской Высокой моды Воспоминания манекенщицы-звезды, записанные Жаном

Из книги Троя автора Шлиман Генрих

Примечание XV Избиение троянцев Патроклом между кораблями, рекой и высокой стеной приморского лагеря Среди множества доводов, приведенных в «Илионе» на с. 149–150, чтобы доказать, что Гомер представлял себе греческий лагерь слева, или на западной стороне Скамандра, а не на

Из книги Бдительность – наше оружие автора Коллектив авторов

«Правда», 31 января 1953 года, передовая статья. ВОСПИТЫВАТЬ ТРУДЯЩИХСЯ В ДУХЕ высокой ПОЛИТИЧЕСКОЙ БДИТЕЛЬНОСТИ Советский народ, руководимый партией Ленина – Сталина, добивается всё новых и новых успехов в коммунистическом строительстве.XIX съезд партии подвёл итоги

Из книги Трактат о вдохновенье, рождающем великие изобретения автора Орлов Владимир Иванович

Из книги Разум и цивилизация [Мерцание в темноте] автора Буровский Андрей Михайлович

Следы высокой цивилизации? Не буду даже отрицать возможности посещения Земли инопланетянами – оно более чем вероятно. Но Ворота Солнца и Тиауанако в целом никак не годятся на роль «города инопланетян». Концы с концами не сходятся.А вот что-то невероятно древнее в

автора

Глава восемнадцатая Торжества на родине. Несчастный случай и его последствия. Болезнь Теслы. Вторая мировая война. Отпор фашизму – дело всех славян. Первая гвардейская имени Теслы 10 июля 1936 года Николе Тесле исполнилось восемьдесят лет. Этот юбилей был торжественно

Из книги Никола Тесла. Первая отечественная биография автора Ржонсницкий Борис Николаевич

автора Петракова Анна Евгеньевна

Тема 12 Скульптура Древней Греции эпохи высокой классики Периодизация Искусства Древней Греции (гомеровский, архаика, классика, эллинизм), краткая характеристика каждого периода и его места в истории искусства Древней Греции. Разделение классики на раннюю, высокую и

Из книги Искусство Древней Греции и Рима: учебно-методическое пособие автора Петракова Анна Евгеньевна

Тема 15 Архитектура высокой (вне Афин) и поздней (вне Афин и в Афинах) классики в Древней Греции Периодизация Искусства Древней Греции (гомеровский, архаика, классика, эллинизм), краткая характеристика каждого периода и его места в истории искусства Древней Греции.

Из книги Предыстория под знаком вопроса (ЛП) автора Габович Евгений Яковлевич

Гимн высокой культуре предысторического общества Предрассудок! Он обломок древней правды. Храм упал; а руин его, потомок языка не разгадал Баратынский Наряду с анализом сохранившихся древних языков существует еще и другой путь познания умственного мира человека

АО «Всероссийский научно-исследовательский института токов высокой частоты» им. В.П. Вологдина. Историко-технический музей развития высокочастотного и ультразвукового оборудования

АО «Всероссийский научно-исследовательский института токов высокой частоты» им. В.П. Вологдина. Историко-технический музей развития высокочастотного и ультразвукового оборудования

• Главная
• Организации культуры
• Музеи
• АО «Всероссийский научно-исследовательский института токов высокой частоты» им. В.П. Вологдина. Историко-технический музей развития высокочастотного и ультразвукового оборудования

АО «Всероссийский научно-исследовательский института токов высокой частоты» им. В.П. Вологдина. Историко-технический музей развития высокочастотного и ультразвукового оборудования

Адрес: Шуваловский парк, Парголово, г. Санкт-Петербург, Россия, 194362

Телефон: 513-87-14

e-mail: [email protected]

Музеи

Район: Выборгский

Профиль: Исторические

Подчинённость: Ведомственные

Форма собственности: Негосударственные учреждения

Вышестоящая организация: АО “Всероссийский научно-исследовательский институт токов высокой частоты имени В.П. Вологдина”

Сайт: http://www.vniitvch.ru/?part=22

Высокочастотные токи. Скин-эффект

Свойства быстропеременных токов

Определение 1

Токами высокой частоты считают токи, которые имею частоту выше, чем $10000 Гц$. Для этих токов не выполняются условия квазистационарности. В процессе протекания такого тока по проводнику, в проводнике появляются вихревые токи, которые порождаются изменениями магнитного поля с высокой скоростью.

Изменения магнитного поля в проводнике происходят такие, что на его оси вихревой ток имеем направление встречное к основному току, а у поверхности проводника течение этого тока совпадает с направлением основного тока. Значит, ток высокой частоты имеет непостоянную плотность по поперечному сечению. Плотность тока в центре сечения проводника почти равна нулю. Она увеличивается при движении в направлении к наружной поверхности. При очень высокой частоте ток течет по тонкому наружному слою проводника.

Сейчас токи высокой частоты широко применяются. Высокочастотные плавильные печи применяют для быстрого прогрева металлических тел. С помощью высокочастотных токов проводят закаливание стальных деталей. Объект на короткое время размещают внутри катушки с током высокой частоты. Поверхностный слой детали разогревается вихревыми токами, ее внутренность при этом остается холодной. Деталь вынимают из катушки, внутренняя часть быстро отнимает тепло у поверхностного слоя, поверхность быстро охлаждается и закаляется. Глубину прогрева регулируют временем выдержки детали в катушке и частотой тока. После такой процедуры поверхность детали становится твердой и прочной, внутри металл сохраняет упругость и пластичность.

Скин –эффект

Определение 2

Постоянный ток по поперечному сечению проводника распределяется равномерно. У переменного тока из-за индукционного взаимодействия разных элементов тока проходит перераспределение плотности тока по поперечному сечению проводника. Явление, при котором ток преимущественно сосредотачивается в поверхностном слое проводника, называется скин-эффектом.

Готовые работы на аналогичную тему

Пусть мы имеем цилиндрический проводник, по которому течет ток. Вокруг проводника с током образуется магнитное поле. Силовые линии этого поля — концентрические окружности, центр которых лежит на оси проводника. Если силу тока увеличить, то повысится индукция магнитного поля, но форма силовых линий не изменится. Соответственно, производная $\frac{\partial \overrightarrow{B}}{\partial t}$ направлена по касательной к линии индукции магнитного поля, линии производной также — окружности, которые совпадают с силовыми линиями. Мы знаем из закона электромагнитной индукции, что:

Вектор напряженности индукционного поля в областях расположенных ближе к оси проводника имеет направление противоположное вектору напряженности электрического поля, которое создает ток, в дальних областях направления этих векторов совпадают. В результате плотность тока уменьшается около оси и увеличивается ближе к поверхности проводника, то есть появляется скин-эффект.

В металлах в виду их высокой проводимости током смещения можно пренебречь в сравнении с током проводимости. Из-за чего проникновение магнитного поля в металл аналогично процессу диффузии в математическом отношении. За основу возьмем уравнение (1) и уравнение (2):

Используем закон Ома:

приравняем правые части выражений (2) и (3) и продифференцируем полученное выражение, в результате имеем:

Или учитывая формулу (1):

Используем известные соотношения:

окончательно получим:

Если ток течет по однородному бесконечному проводнику, который занимает полупространство y$>$0 вдоль оси X, причем поверхность проводника плоская, и можно записать:

В таком случае уравнение (7) преобразуется к виду:

Можно предположить, что:

Подставив выражение (11) в уравнение (10) получим:

Решением уравнения (12) является функция:

где $\alpha =\sqrt{\frac{\omega \sigma {\mu }_0\mu }{2}}$.4}}=10.\]

Ответ: Толщина уменьшится в 10 раз.

Пример 2

Задание: Почему при высокой частоте тока можно убрать проводящий материал из цилиндрической области внутри проводника и оставить только проводящую оболочку?

Решение:

Как было показано в предыдущем примере, с увеличением частоты тока, глубина слоя в котором распространяется ток, становится очень небольшой. То есть ток течет лишь в малой части поперечного сечения проводника около его поверхности (скин – эффект). Следовательно, ничего не изменится, если убрать проводящий материал из цилиндрической области внутри проводника и оставить только цилиндрическую оболочку толщиной скин — слоя. Если проводник толстый, а частота его невелика, то ток течет по всему поперечному сечению и только немного ослабевает к оси провода. Так, при технической частоте в $50 Гц$ скин — эффект в обычных проводниках выражается очень слабо.

Сложное поведение высокочастотных токов в простых цепях

Тот факт, что явление стоячей волны существует вдоль линий передачи и контуров, проводящих высокочастотную электрическую энергию, является ответственным за эффекты, которые могут быть использованы в терапевтических целях. Измерения мощности стали возможными, потому что параллельные линии передачи ведут себя как силовые трансформаторы, отношение которых изменяется в зависимости от длины этих линий. В генераторе, разработанном Г.E.C. размеры линий таковы, что после предварительной оценки импеданса нагрузки в поле обработки чувствительность измерителя может быть отрегулирована так, чтобы измеритель впоследствии регистрировал в ваттах мощность, потребляемую в этой нагрузке. На практике при использовании кабельных электродов наличие сильных электрических полей между антиузловыми частями петли, а также сильных колеблющихся магнитных полей вокруг узловой части вызывает два различных явления (рис. 6).Поиск токов, возникающих из-за электрического поля, с одной стороны, и вихревых токов, возникающих из-за магнитного поля, с другой, проводился в больнице Св. Томаса в жидких фантомах с помощью зонда (рис. 5a), включающего небольшая лампа, способная вращаться во всех направлениях. Измерения напряжения регистрировались путем согласования интенсивности ее света с интенсивностью света аналогичной лампы в цепи с переменным сопротивлением и вольтметром (рис. 5b). Когда часть кабельного электрода была намотана вокруг цилиндрической емкости, содержащей электролит, возникали эффекты. к двум условиям могут быть диссоциированы.Были сделаны следующие наблюдения (рис. 7): (a) При использовании только узловых частей контура было показано, что возникают только вихревые токи и что чем ниже сопротивление электролита, тем легче они возникают. Они наиболее сильны на периферии и быстро отрываются от нее, как показано кривыми графика на рис. 8. (b) Используя только антиузловые части петли, намотанные вокруг одного и того же сосуда, можно продемонстрировать коаксиальные или продольные токи. Интересно отметить, что они существуют как на периферии, так и в центре.(c) Когда весь кабель наматывается вокруг емкости, концентрация электролита становится фактором, определяющим способ рассеивания энергии: (1) с водопроводной водой обнаружено, что вихревые токи не проявляются. тогда как коаксиальные токи существуют; (2) с сильными солевыми растворами верно обратное; (3) с электролитами промежуточной концентрации можно показать, что оба типа токов сосуществуют на периферии, в то время как в центре могут быть продемонстрированы только коаксиальные токи.Тот факт, что вихревые токи и коаксиальные токи могут быть обнаружены одновременно и не вызывают, как можно было бы ожидать, результата, можно объяснить только предположением, что, хотя вихревые токи и коаксиальные токи сосуществуют, поскольку их влияние на контрольную лампу Что касается их фазовых соотношений, эти два явления не совпадали. При более внимательном рассмотрении системы стало ясно, что коаксиальные токи должны быть примерно на 90 градусов не совпадающими по фазе с вихревыми токами.С помощью другого типа зонда (рис. 5c) для работы на поверхности, состоящего из двух металлических кнопок, установленных на изолирующей полосе и соединенных перемычкой с небольшой лампой, P (3), аналогичной той, которая использовалась во время исследований, стало возможным чтобы показать, что такие же условия существовали в теле. Можно было продемонстрировать, что существуют как коаксиальные, так и вихревые токи, и что преобладание того или иного типа продиктовано условиями, связанными с импедансом. В бедре чуть выше коленного сустава в большинстве случаев можно было продемонстрировать оба тока.Также можно было показать, что когда половина кабеля наматывалась по часовой стрелке, а другая половина – против часовой, чтобы нейтрализовать магнитное поле между двумя половинами, вихревые токи отсутствовали. Современные терапевтические применения высокочастотных токов включают непрерывное рассеивание электрической энергии в обрабатываемой нагрузке. В этих условиях единственным заметным эффектом, которому можно приписать терапевтическую ценность, является повышение температуры в результате выделения тепла. Это повышение температуры устанавливает предел мощности, который можно использовать без риска ожогов.Следовательно, другие эффекты, помимо тепловых, которые могут проявляться при более высоких интенсивностях, остаются необнаруженными. Невозможно предсказать, что произойдет, если вместо обработки тканей с помощью постоянной высокочастотной электрической энергии на ткани будут воздействовать прерывистые радиочастотные импульсы. очень высокой интенсивности, разделенных периодами молчания, достаточной продолжительностью для рассеивания тепла. Те, кто обладает некоторыми техническими знаниями в таких вопросах, легко распознают применение в этом техники “радара”.

Амперметр для измерения переменного тока очень высокой частоты

Измерение переменного тока очень высокой частоты в целом представляет большие трудности, поскольку все существующие амперметры имеют частотную коррекцию, которую невозможно вычислить. Динамометрический амперметр обычной конструкции очень подходит для токов, частота которых не превышает нескольких сотен циклов в секунду, но не подходит для токов, частота которых составляет много килоциклов, поскольку высокоиндуктивная обмотка представляет собой огромное сопротивление для тока и его присутствие в цепи. Схема полностью изменяет полученные в ней условия.Кроме того, распределение тока по поперечному сечению провода и значение тока от витка к витку будут изменяться в зависимости от частоты, в результате чего калибровка установившегося тока становится недействительной, а поправочный коэффициент не может быть рассчитан или даже оценен приблизительно. . Таким образом, даже если его присутствие в цепи допустимо, такой прибор можно использовать только для относительных измерений на одной частоте, и его показания не могут быть сведены к абсолютной мере. Обычно амперметры представляют собой тепловые приборы в зависимости от теплового расширения подходящего элемента или от производства термоэлектрика E.М.Ф. в соединении, расположенном рядом с проводом, нагретым током высокой частоты. В любой системе сопротивление нагреваемого элемента зависит от частоты тока, который его нагревает, и поэтому калибровку по установившемуся току нельзя использовать без разбора. Необходимая конфигурация нагреваемого элемента и его положение относительно окружающих переменных магнитных полей обычно делают невозможным расчет его сопротивления. Обычно нагретую проволоку делают из материала с высоким сопротивлением и небольшого диаметра, чтобы сделать калибровку практически постоянной вплоть до высокого значения частоты.Если расчетное сопротивление такого прямого изолированного провода на заданной частоте увеличилось лишь на небольшую долю 1 процента по сравнению с постоянным значением тока, тогда будет разумным предположить, что калибровка изогнутого и неизолированного нагретого провода является допустимой. действительно с точностью не менее 1% до этой частоты. Для более высоких частот будет поправочный член, значение которого можно приблизительно оценить. Для поддержания калибровки, действительной np до частоты в несколько тысяч килоциклов в секунду, нагревательный провод должен быть настолько тонким, чтобы не пропускать ток, превышающий, скажем, 1 ампер.Для измерения больших токов возникает проблема создания шунта, коэффициент шунтирования которого не зависит от частоты. Краткое рассмотрение покажет, что очень сложно организовать группу тонких параллельных проводов так, чтобы каждый имел точно такое же сопротивление, и, кроме того, положение каждого из них одинаково по отношению ко всем остальным, а также к остальной части схемы. Если оба условия не выполняются, общий ток не всегда будет делиться поровну между параллельными путями компонентов, и калибровочная кривая будет подвергаться частотной коррекции.Распространенный и успешный метод состоит в том, чтобы расположить параллельные провода как генераторы цилиндра, двойного конуса или гиперболоида и позволить каждому проводу нагревать одну из группы термопар, соединенных последовательно электрически.

9781332287413: Рабочее руководство по токам высокой частоты (классический репринт) – AbeBooks

Выдержка из рабочего руководства по токам высокой частоты

Литература по токам высокой частоты не обширна, и большая часть ее носит слишком технический характер для среднего врача, который больше заинтересован в применении этих токов, чем в деталях. способ их создания.

По этой причине я уделил сравнительно мало места рассмотрению различных форм устройств, за исключением того, чтобы обрисовать типы того или иного, на которых основаны все машины.

Дополнительная информация по этой линии находится в компетенции различных производителей.

Мое намерение состояло в том, чтобы сделать это практическое руководство для занятого врача, желающего использовать токи высокой частоты, и научиться делать это с минимально возможной волокитой.

Я выразил свое личное мнение по многим вопросам, и иногда оно может расходиться с мнением других авторов, но оно основано на девятнадцатилетнем практическом опыте ежедневного использования высокочастотных токов и шестидесяти подростковом возрасте ». опыт преподавания предмета.

Об издателе

Forgotten Books издает сотни тысяч редких и классических книг. Дополнительная информация на сайте www.forgottenbooks.com

Эта книга является репродукцией важного исторического труда.Forgotten Books использует самые современные технологии для цифровой реконструкции произведения, сохраняя исходный формат и исправляя недостатки, присутствующие в состаренной копии. В редких случаях дефекты оригинала, такие как дефект или отсутствующая страница, могут быть воспроизведены в нашем издании. Однако мы успешно исправляем подавляющее большинство недостатков; любые оставшиеся недостатки намеренно оставлены для сохранения состояния таких исторических произведений.

«синопсис» может принадлежать другой редакции этого названия.

Снижение высокочастотных токов заземления до нуля

Запатентованное системное решение обеспечивает более эффективный метод заземления.

Марк Панко
Zero Ground LCC, Waukegan, IL, USA

Технологии и электротехническая / электронная промышленность меняются головокружительными темпами. Среди этих многочисленных изменений – все более широкое использование двигателей с приводами с регулируемой скоростью (ASD) или частотно-регулируемыми приводами (VFD).Непредвиденным последствием использования этих эффективных новых двигателей является образование высокочастотных токов заземления. Эти токи заземления могут воздействовать и часто действительно влияют на чувствительные устройства, людей и животных, а также вызывают дорогостоящие незапланированные простои в приложениях ASD / VFD. Когда возникают эти проблемы, технические специалисты могут попробовать метод проб и ошибок, такой как модернизация фильтров ввода-вывода или электромагнитных помех. Слишком часто эти попытки оказываются неэффективными и слишком дорогостоящими с точки зрения потраченных впустую времени и долларов.

Анализ проблемы

Сегодня в технологии

ASD / VFD используются силовые полупроводниковые устройства с очень быстрым переключением.Производители ASD / VFD обратились к биполярным транзисторам с изолированным затвором (IGBT) в качестве предпочтительного полупроводника. Это предпочтение обусловлено характеристиками IGBT, включая более холодные рабочие компоненты, меньшую занимаемую площадь, более тихие операционные системы и более плавное вращение двигателей – все это дает конечным пользователям значительную экономию в долларах. Одним из существенных недостатков IGBT является быстрое время включения и выключения.

В частности, мешающее переходное напряжение возникает в точке соединения выключения / включения.По мере увеличения скорости переключения и напряжения на шине постоянного тока возрастают и высокочастотные переходные процессы. Чем быстрее переключается IGBT и чем выше напряжение на шине постоянного тока, тем больше увеличивается высокочастотные переходные процессы. Эти высокочастотные (переходные) токи заземления часто влияют на чувствительные устройства (во всех областях промышленности), людей и даже животных, например, на молочных фермах. В конце концов, эти высокочастотные токи заземления приводят к ухудшению характеристик систем диэлектрической изоляции (двигателей, трансформаторов и проводки) и к бороздкам подшипников двигателя.Кроме того, помехи могут проникать в другие системы / устройства – металлоискатели, устройства считывания карт, сервоусилители, датчики приближения, концентраторы связи, роботизированное управление, беспроводную связь и низковольтную проводку управления (0-1 мА, 4-20 мА, 0- 10 В постоянного тока и т. Д.). Другое уязвимое оборудование включает протоколы управления машиной (Devicenet, Profibus, Modbus) и системы видео / безопасности, системы машинного зрения и датчики потока.

Традиционный и нетрадиционный подходы

Общепринятая мудрость и стандартная практика заземления электрических цепей на «физическую землю» в целях безопасности (в соответствии с Национальным кодексом электробезопасности) началась более 100 лет назад.Последние несколько десятилетий принесли с собой такие технологические инновации, как упомянутые выше частотно-регулируемые приводы. Такое оборудование, как ИБП, сервоприводы и системы с компьютерным управлением, обычно генерирует высокочастотные токи заземления, которые при заземлении на «физическую землю» могут влиять на другое чувствительное электрическое / электронное оборудование. С этими неприятными высокочастотными токами заземления необходимо бороться, поскольку их невозможно устранить.

Рисунок 1: Типичная традиционная проводная система ASD / VFD с показанными токами заземления.

Тем не менее, эти высокочастотные токи заземления можно сдерживать, направлять и контролировать. Новая система кабелепроводов обеспечивает более эффективное заземление, которое снижает высокочастотные токи заземления до нуля, снижает токи в подшипниках двигателя, продлевает срок службы двигателя и сводит к минимуму перекрестные помехи между соседними кабелями. Этот новый подход также содержит паразитную емкость, индуктивно связывает энергию, направляет токи короткого замыкания из опасных мест и устраняет напряжение как корпуса двигателя, так и корпуса частотно-регулируемого привода относительно земли. Это высокоэффективное заземление, в свою очередь, сокращает незапланированные простои и увеличивает среднее время наработки на отказ (MTBF).

Такой подход позволяет технологиям заземления «догнать» последние изменения в современных высокоскоростных электронных системах. Например, заменив стандартную систему проводки в ячейке частотно-регулируемого привода, новая система снизила 1538 миллиампер до нуля. Ноль был определен как пять разрядов справа от десятичной точки (рисунки 2 и 3).

Рис. 2: «Электрический шум», измеренный перед установкой новой системы кабелепровода (Примечание: вертикальные размеры графика – 500 мА).

Эта система обеспечивает непревзойденную производительность в снижении EMI / RFI, вызванных ШИМ или высокочастотными источниками питания.Система была спроектирована и спроектирована как полная система проводки, которая должна быть установлена ​​между источником и контроллером привода с регулируемой скоростью и электродвигателем (рис. 1), или в любой схеме подключения, в которой могут искажаться высокочастотные напряжения. Запатентованные компоненты кабеля / кабелепровода в сочетании с запатентованным методом установки создают обратный путь с очень низким импедансом для энергии высокочастотного тока заземления.

Рисунок 3: «Электрический шум», измеренный после установки новой системы кабелепровода (Примечание: вертикальное деление графика составляет 50 мА).

В отличие от обычных систем электропроводки частотно-регулируемого привода, которые заземлены на землю, новая система обеспечивает заземление и безопасность, хотя и совсем другим способом. Система обеспечивает заземление через кабельную систему, а не через компоненты. Для снижения токов заземления до нуля фильтры не требуются. Большинство производителей приводов рекомендуют, чтобы длина кабеля не превышала 50 футов. Это решение для заземления успешно работает с кабелями длиной более 300 футов.

Необходимость надлежащего заземления

Сегодня многие производственные / коммерческие предприятия работают с недостаточным распределением электроэнергии, и руководители предприятий могут не знать об этих проблемах.Многие заводы имеют старые, устаревшие (старше десяти лет) электрические системы, которые необходимо модернизировать. Часто некогда эффективная электрическая система подвергалась изменениям с течением времени. Добавление нового оборудования, установка импульсных источников питания или чувствительного оборудования, изменения в электроснабжении, а также скачки и скачки напряжения в электросети приведут к изменениям в внутренней сети. В целом, существует значительная вероятность того, что системы распределения электроэнергии, установленные десять лет назад, теперь имеют серьезные недостатки.

Отвечает всем требованиям Национального электротехнического кодекса, гл. 250 не должно быть трудным. К сожалению, многие системы, которые изначально были правильно заземлены, больше не соответствуют требованиям. Например, во многих городах старые металлические водомеры заменили на ПВХ. Эти сети, которые раньше использовались для заземления, теперь практически бесполезны, поскольку ПВХ не является проводником. Связки, в которых соединяются два разных типа металла, подвержены коррозии. Старые основания могут со временем разъедаться.Некоторые города уже переехали, чтобы исправить эти проблемы.

Эта система заземления специально предназначена для приложений, в которых используются трехфазные и однофазные двигатели, а также для любых приложений, в которых проблемы EMI / RFI являются проблемой. Вероятные места для этой новой системы включают гальванические детекторы, обнаруживающие ложные сигналы тревоги, и ультразвуковые преобразователи, обнаруживающие неточную информацию о потоке жидкости в системах трубопроводов. В настоящее время установленные приложения можно найти на молочных фермах, чистых помещениях / HVAC, больницах (т.д .: хирургия, реанимация), а также пристани для яхт – места, где опасные токи утечки недопустимы. Некоторые рекомендуемые области применения для новых или модернизированных установок включают: горнодобывающая промышленность, фильтрация воды / очистка сточных вод, фермы, целлюлозно-бумажные комбинаты, стекло и гальваника. Промышленные приложения с использованием автоматизации / робототехники, в которых используются сервоприводы переменного тока, особенно нуждаются в такой защите, поскольку датчики определяют, где будут расположены сервоприводы, а шум может привести к ошибочной обратной связи с датчиками.Другими вероятными кандидатами на установку этой системы являются надводные / подводные суда, оснащенные бортовыми импульсными источниками питания.

Помимо проблем, связанных с безопасностью и помехами, снижение высокочастотных токов заземления, достигаемое с помощью этой системы, может существенно повлиять на срок службы двигателя. Недавние промышленные испытания подтвердили значительное снижение токов подшипников двигателя, что продлевает срок его службы. Двигатель может работать от сети в течение многих лет без происшествий.Точно так же можно запустить двигатель с частотно-регулируемым приводом для значительной экономии энергии без каких-либо нежелательных явлений. К сожалению, добавление еще одного частотно-регулируемого привода в цепь того же самого приложения может иметь катастрофические последствия, если не будут приняты надлежащие меры предосторожности. Подшипник двигателя может выйти из строя в течение нескольких месяцев. Канавка подшипника возникает, когда между внутренним или внешним кольцом подшипника и вращающимися шариками возникает электрический разряд. Поскольку как минимум 41% отказов двигателя связаны с подшипниками, использование этой системы для снижения токов подшипников двигателя может оказать значительное влияние на эффективность и экономичность.

Разработанное в 1998 году, это системное решение тестировалось и разрабатывалось с установкой на нескольких площадках до выхода на рынок в 2005 году. В настоящее время предлагаются системные решения для низкого напряжения (600 В) с номиналами 10 л.с. или менее при 33 А, 50 л.с. или менее при 70 А, 125 л.с. или менее при 205 А и 250 л.с. или менее при 410 А. . Система использовалась для безопасной разводки всех входных и выходных соединений в больших импульсных источниках питания. Все кабели и кабелепроводы в этих системах являются материалами, внесенными в список UL, и эти системы соответствуют всем требованиям NEC 336 Power and Control Cable Type TC, NEC 350 Liquid Tight Flexible Metal Conduit Type LFMC, а также заземлению NEC 250.Кабели рассчитаны на 2000 В переменного тока (среднеквадратичное значение) и прошли испытания на диэлектрическую проницаемость (12 кВ – 22 кВ). Помимо кабеля / кабелепровода, в этих системах используются все стандартные стандартные промышленные фитинги и компоненты. Эти системы получили патенты США в 2005 году на компоненты и способ установки соответственно.

С Марком Панко можно связаться по адресу [электронная почта] или www.zero-ground.com.

Аудиокнига недоступна | Audible.com

трещать:

• Evvie Drake: более чем

  ,
• Роман ,
• К: Линда Холмс ,
• Рассказывает: Джулия Уилан, Линда Холмс ,
• Продолжительность: 9 часов 6 минут
• , Несокращенный

,

• Общий ,

  4.5 из 5 звезд , 5 320 5,320 оценок,

• Представление ,

  4.5 из 5 звезд , 4 757 4757 оценок,

• История ,

  4.5 из 5 звезд , 4 741 4741 оценка,

,

В сонном приморском городке в штате Мэн недавно овдовевшая Эвелет «Эвви» Дрейк редко покидает свой большой, мучительно пустой дом почти через год после гибели ее мужа в автокатастрофе.Все в городе, даже ее лучший друг Энди, думают, что горе держит ее взаперти, а Эвви не поправляет их. Тем временем в Нью-Йорке Дин Тенни, бывший питчер Высшей лиги и лучший друг детства Энди, борется с тем, что несчастные спортсмены, живущие в своих худших кошмарах, называют «ура»: он больше не может бросать прямо, и, что еще хуже, он не может понять почему.

• 3 из 5 звезд

• Что-то заставляло меня слушать….

• К Каролина Девушка на 10-12-19

Новая методология краткосрочного прогнозирования на основе Лагранжа высокочастотных (ВЧ) радиолокационных токов

Абаскаль, А.Дж., Кастанедо, С., Медина, Р., Лосада, И.J., и Альварес-Фанжул, Э .: Применение радиолокационных ВЧ-токов при разливе нефти моделирование, Mar. Pollut. Bull., 58, 238–248, 2009.

Abascal A. J., Sanchez, J., Chiri, H., Ferrer, M. I., Cárdenas, M., Гальего, А., Кастанедо, С., Медина, Р., Алонсо-Мартирена, А., Берк, Б., Террелл У. Р. и Хьюз С. Л .: Оперативное моделирование траектории разлива нефти. с использованием ВЧ радиолокационных токов: тематическое исследование континентального шельфа северо-западной Европы, Mar. Pollut. Бюл., 119, 336–350, https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.04.010, г. 2017.

Абуальная, Ю., Пападопулос, В. П., Джози, С. А., Хотейт, И., Контойяннис, Х., Райцос Д. Э .: Влияние климатических режимов на теплообмен между воздухом и морем. в Красном море, J. Clim., 28, 2665–2681, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-14-00379.1, 2015.

Баррик Д. Э .: Извлечение параметров волн из измеренных КВ радиолокатором. Доплеровские спектры морского эха, Radio Sci., 12, 415–424, https://doi.org/10.1029/RS012i003p00415, 1977 г.

Баррик Д. Э. и Липа Б. Дж .: Компактная переносная ВЧ радиолокационная система. для измерений поля направленных прибрежных волн, в: Ocean Wave Climate, Marine Science, под редакцией: Earle, M.Д. и Малахофф А., Vol. 8, Спрингер, Бостон, Массачусетс, https://doi.org/10.1007/978-1-4684-3399-9_7, 1979.

Баррик Д. Э., Фернандес В., Феррер М. И., Уилан К. и Брейвик Ø .: Система краткосрочного прогнозирования поверхностных токов от быстро развернута береговая ВЧ-радиолокационная сеть, Ocean Dynam., 62, 725–740, 2012.

Барт, А., Альвера-Азкарат, А., Бекерс, Дж. М., Станева, Дж., Станев, Э. В., и Шульц-Стелленфлет, Дж .: Коррекция приземных ветров с помощью усвоение высокочастотных радиолокационных поверхностных токов в Немецкой бухте, Ocean Dynam., 61, 599–610, https://doi.org/10.1007/s10236-010-0369-0, 2011.

Белломо, Л., Гриффа, А., Косоли, С., Фалько, П., Герин , Р., Иермано, И., Калампокис А., Коккини З., Лана А., Магальди М. Г., Мамутос И., Мантовани, К., Мармэн, Дж., Потирис, Э., Сайол, Дж. М., Барбин, Ю., Берта, М., Боргини, М., Буссани, А., Корнати, Л., Дагно, К., Гаггелли, Дж., Гутерман, П., Малларино, Д., Маццольди, А., Молкард, А., Орфила, А., Пулен, П. М., Квентин, К., Тинторе, Дж., Уттьери, М., Ветрано, А., Замбианки, Э., и Зервакис, В .: На пути к интегрированной сети КВ радиолокационных станций в Средиземном море. Море для улучшения поисково-спасательных операций и ликвидации разливов нефти: проект TOSCA опыт. На пути к интегрированной сети КВ радиолокаторов в Средиземном море для улучшения поисково-спасательных работ и ликвидации разливов нефти: проект TOSCA опыт, J. Operat. Oceanogr., 8, 95–107, https://doi.org/10.1080/1755876X.2015.1087184, 2015.

Бауэр, А.С., Фаррар, Дж. Т .: Взаимодействие воздуха и моря и горизонтальное циркуляция в Красном море, в: Красное море, Springer Earth System Sciences под редакцией: Расул Н.М.А. и Стюарт, И.С.Ф., Берлин, Германия, Springer, 329–342, https://doi.org/10.1007/978-3-662-45201-1_19, 2015.

Breivik, Ø. and Saetra, Ø .: В реальном времени ассимиляция ВЧ радиолокационных течений в модели прибрежного океана, J. Mar. Syst., 28, 161–182, https://doi.org/10.1016/S0924-7963(01)00002-1, 2001.

Чао, Ю., Ли З., Фаррара, К. , МакВильямс, Дж. К., Беллингхэм, Дж., Капет, X., Чавес, Ф., Чой, Дж., Дэвис, Р., Дойл, Дж., Фратантони, Д. М., Ли П., Марчезелло, П., Молин, М.А., Падуан Дж. И Рэмп С.: Развитие, внедрение и оценка прогнозирования состояния океана с учетом ассимиляции данных система у побережья центральной Калифорнии, Deep-Sea Res., 56, 100–126, https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2008.08.011, 2009.

Кромби, Д.Д .: Спектр Доплера морского эха на частоте 13,56 МГц / с, Nature, 175, 681–682, 1955.

Declerck, A., Delpey, M., Rubio, A., Ferrer, L., Basurko, O.C., Mader, J., and Лузао, М .: Транспортировка плавучего морского мусора в прибрежной зоне юго-восточная часть Бискайского залива: лагранжев подход с использованием моделирования и наблюдения, Дж.Операция. Oceanogr., 12, S111 – S125, https://doi.org/10.1080/1755876X.2019.1611708, 2019.

Эмери Б. М., Уошберн Л. и Харлан Дж. А. Оценка радиального тока измерения с помощью высокочастотных радаров CODAR с заякоренными измерителями тока, Дж. Атмос. Океан. Тех., 21, 1259–1271, https://doi.org/10.1175/1520-0426(2004)0211259:ERCMFC.2.0.CO;2, 2004.

Эснаола, Г., Саенс, Дж., Зорита, Э., Фонтан, А., Валенсия, В. и Lazure, P .: Daily scale] температура поверхности моря в зимнее время и IPC-Navidad. изменчивость в южной части Бискайского залива с 1981 по 2010 гг., Ocean Sci., 9, 655–679, https://doi.org/10.5194/os-9-655-2013, 2013.

Фролов, С., Падуан, Дж., Кук, М., и Беллингхэм, Дж .: Улучшенные статистические данные. прогнозирование поверхностных течений на основе исторических наблюдений ВЧ-радара, Ocean Dynam., 62, 1111–1122, https://doi.org/10.1007/ s10236-012-0553-5, 2012.

Hammond, TM, Pattiaratchi, CB, Osborne, MJ, Nash, LA, and Collins , МБ: Радиолокатор поверхностных течений океана (OSCR) векторные измерения на внутренней континентальный шельф, Конт. Полка Res., 7, 411–431, https://doi.org/10.1016/0278-4343(87)

-7, 1987.

Эрнандес-Карраско, И., Лопес, К., Эрнандес-Гарсия, Э., и Туриэль, А .: Насколько надежны показатели Ляпунова конечного размера для оценка динамики океана ?, Ocean Modell., 36, 208–218, 2011.

Эрнандес-Карраско, И., Солабарриета, Л., Рубио, А., Эснаола, Г., Рейес, Э., и Орфила, А .: Влияние методологий заполнения пробелов тока ВЧ-радара на лагранжева оценка динамики побережья, Ocean Sci., 14, 827–847, https: // doi.org / 10.5194 / os-14-827-2018, 2018a.

Эрнандес-Карраско, И., Орфила, А., Росси, В., и Гарсон, В.: Влияние мелкомасштабных транспортных процессов на распределение фитопланктона в прибрежные моря, Науки. Реп., 8, 8613, https://doi.org/10.1038/s41598-018-26857-9, 2018b.

Jianping, H., Yuhong, Y., Shaowy, W., and Jifen, C.: Аналогово-динамический система долгосрочного численного прогнозирования погоды, включающая исторические эволюция, Q.J.R. Meteorol. Soc., 119, 547–565, 1993.

Каплан Д.М. и Лекиен, Ф .: Пространственная интерполяция и фильтрация поверхности. текущие данные, основанные на модальном анализе с открытыми границами, J. Geophys. Res.-Ocean., 112, c12007, https://doi.org/10.1029/2006JC003984, 2007.

Кохут, Дж. Т. и Гленн, С. М .: Улучшение измерений поверхностных токов ВЧ-радара с измеренными диаграммами направленности антенны, J. Atmos. Океан. Технол., 20, 1303–1316, 2003.

Лана, А., Мармейн, Дж., Фернандес, В., Тинторе, Дж., И Орфила, А .: Ветер влияние на изменчивость поверхностного течения в проливе Ибица с ВЧ радара, Ocean Dynam., 66, 483–497, https://doi.org/10.1007/s10236-016-0929-z, 2016.

Лангодан, С., Кавалери, Л., Вишванадхапалли, Ю., Помаро, А., Бертотти, Л., и Хотейт, I .: Климатология Красного моря – Часть 1: ветер, Междунар. J. Climatol., 37, 4509–4517, 2017.

Лю Ю., Вайсберг Р. Х. и Мерц К. Р .: Оценка CODAR SeaSonde и ВЧ-радары WERA для картирования поверхностных течений на шельфе Западной Флориды, J. Atmos. Океан. Technol., 31, 1363–1382, 2014.

Лоренц, Э. Н .: Атмосферная предсказуемость, обнаруженная естественным происхождением Аналоги, J.Атмос. Sci., 29, 636–646, 1969.

Manso-Narvarte, I., Caballero, A., Rubio, A., Dufau, C., and Birol, F .: Совместный анализ данных береговой альтиметрии и высокочастотных (ВЧ) радиолокационных станций: возможность наблюдения сезонной и мезомасштабной динамики океана в Бискайском заливе, Ocean Sci., 14, 1265–1281, https://doi.org/10.5194/os-14-1265-2018, 2018.

Oke, PR, Allen, JS, Miller, RN, Egbert, GD, and Kosro , ВЕЧЕРА: Ассимиляция данных о скорости на поверхности в примитивном уравнении прибрежной зоны. модель океана, Дж.Geophys. Res., 107, 3122, https://doi.org/10.1029/2000JC000511, 2002.

Орфила, А., Молкард, А., Сайол, Дж. М., Мармейн, Дж., Белломо, Л., Квентин, К., и Барбин Ю.: Эмпирическое прогнозирование скорости ВЧ-радара с использованием генетических Алгоритмы, IEEE Trans. Geosci. Пульт Сенс., 53, 2875–2886, 2015.

Ольманн, К., Уайт, П., Уошберн, Л., Эмери, Б., Террилл, Э. и Отеро, М.: Интерпретация прибрежных ВЧ-радиолокационных поверхностных течений с высокими данные дрифтера разрешения, J. Atmos.Oceanic Technol., 24, 666–680, 2007.

Падуан, Дж. Д. и Розенфельд, Л. К .: Дистанционно измеряемые поверхностные токи в Залив Монтерей с берегового КВ радиолокатора (приложение для изучения динамики океана в прибрежной зоне) радар, J. Geophys. Res., 101, 20669–20686, 1996.

Paduan, J. D. and Shulman, I.: Ассимиляция данных ВЧ-радара в Монтерее Район залива, J. ​​Geophys Res., 109, C07S09, https://doi.org/10.1029/2003JC001949, 2004.

Падуан, Дж. Д. и Вашберн, Л .: Высокочастотные радиолокационные наблюдения за океаном. Поверхностные токи, Annu.Преподобный Марин. Sci., 5, 115–136, 2013.

Падуан, Дж. Д., Ким, К. С., Кук, М. С., и Чавес, Ф. П .: Калибровка и Проверка поверхностного течения океана с помощью высокочастотного радиолокационного пеленгатора Наблюдения, IEEE J. Ocean. Eng., 31,862–875, https://doi.org/10.1109/JOE.2006.886195, 2006.

Ксавьер, П. К. и Госвами, Б. Н .: Аналоговый метод для реального времени Прогноз субсезонной изменчивости летних муссонов, пн. Eeather Rev., 135, 4149–4160, https://doi.org/10.1175/2007MWR1854.1, 2007.

Ren, L., Miaro, J., Li, Y., Luo, X., Li, J., and Hartnett, M ​​.: Оценка Прибрежные течения с использованием метода мягких вычислений: пример из залива Голуэй, Ирландия, Mar. Sci. Eng., 7, 1–17, https://doi.org/10.3390/jmse7050157, 2019.

Роарти, Х., Кук, Т., Хазард, Л., Джордж, Д., Харлан, Дж., Косоли, С., Вятт, Л., Альварес Фанжул, Э., Террилл, Э., Отеро, М., Ларжер, Дж., Гленн, С., Эбучи, Н., Уайтхаус, Б., Бартлетт, К., Мадер, Дж., Рубио, А., Корнати, Л., Мантовани, К., Гриффа, А., Рейес, Э., Лоренте, П., Флорес-Видаль, X., Сааведра-Матта, К. Дж., Роговски, П., Прукпитикул, С., Ли, С. Х., Лай, Дж. У., Герин, К. А., Санчес, Дж., Хансен, Б., и Грилли, С.: Глобальный максимум Частотная радиолокационная сеть, Фронт. Mar. Sci., 6, 164, https://doi.org/10.3389/fmars.2019.00164, 2019.

Рубио, А., Фонтан, А., Лазуре, П., Гонсалес, М., Валенсия, В. ., Феррер, Л., Мадер, Дж., и Эрнандес, К.: Сезонная и приливная изменчивость течений и температура в водах материкового склона юго-восточного залива Бискай, Дж.Мар. Сист., 109/110, S121 – S133, https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2012.01.004, 2013a.

Рубио, А., Солабарриета, Л., Гонсалес, М., Мадер, Дж., Кастанедо, С., Медина, Р., Чаррия, Г., и Аранда, Дж.: Поверхностная циркуляция и лагранжев перенос на юго-востоке. Бискайский залив по данным ВЧ-радара, MTS / IEEE OCEANS – Берген, 2013 г., IEEE, 7 стр., https://doi.org/10.1109/OCEANS-Bergen.2013.6608039, 2013b.

Рубио, А., Мадер, Дж., Корнати, Л., Мантовани, К., Гриффа, А., Новеллино, А., Квентин, К., Wyatt, L., Schulz-Stellenfleth, J., Horstmann, J., Lorente, П., Замбианки, Э., Хартнетт, М., Фернандес, К., Зервакис, В., Горриндж, П., А. Мелет и И. Пуиллат: ВЧ радиолокационная активность в европейских прибрежных морях: следующий шаги к общеевропейской сети КВ радиолокаторов, Фронт. Мар. Наук, 4, г. 8, https://doi.org/10.3389/fmars.2017.00008, 2017.

Рубио, А., Кабальеро, А., Орфила, А., Эрнандес-Карраско, И., Феррер, Л., Гонсалес, М., Солабарриета, Л., и Мадер, Дж .: Вихревые экспорт через шельф прибрежных вод с высоким содержанием Chl-a в юго-восточной части Бискайского залива, Remote Sens.Environ., 205, 290–304, 2018.

Rubio, A., Manso-Narvarte, I., Caballero, A., Corgnati, L., Mantovani, C., Рейес, Э., Гриффа, А., Мадер, Дж .: Сезонное усиление наклона иберийского склона к полюсу. current, отчет о состоянии океана морской службы Copernicus, J. Oper. Oceanogr., 12, 13–18, https://doi.org/10.1080/1755876X.2019.1633075, 2019.

Рубио, А., Эрнандес-Карраско, И., Орфила, А., Гонсалес, М., Рейес , Э., Корнати, Л., Берта, М., Гриффа, А., и Мадер, Дж .: лагранжев подход к мониторингу локальных условия удержания частиц в прибрежных районах.коперник морской сервис Отчет о состоянии океана, J. ​​Oper. Oceanogr., 13, 1785097, https://doi.org/10.1080/1755876X.2020.1785097, 2020.

Sayol, JM, Orfila, A., Simarro, G., Conti, G., Renault, L., and Молкард, А .: А Лагранжева модель для отслеживания поверхностных разливов и операций SaR в океан, Env. Мод. Softw., 52, 74–82, https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2013.10.013, 2014.

Шмидт, Р .: Расположение нескольких излучателей и оценка параметров сигнала, IEEE Пер. Антенны Propag., 34, 276–280, https://doi.org/10.1109/TAP.1986.1143830, 1986.

Schott F., Frisch, A. S., Leaman, K., Samuels, G., and Popa Fotino, I.: Высокочастотные доплеровские радиолокационные измерения течения Флориды летом 1983, J. Geophys. Res., 90, 9006–9016, 1985.

Shao, Q. and Li, M .: Усовершенствованная процедура статистического аналогового уменьшения масштаба для сезонного прогноза осадков, Stoch. Environ. Res. Оценка риска., 27, 819–830, https://doi.org/10.1007/s00477-012-0610-0, 2013.

Софианос, С.С. и Джонс, В. Э .: Модель общей циркуляции океана. (OGCM) исследование циркуляции Красного моря: 2. Трехмерное циркуляция в Красном море, J. Geophys. Рез., 108, 3066, https://doi.org/10.1029/2001jc001185, 2003.

Солабарриета, Л., Рубио, А., Кастанедо, С., Медина, Р., Чаррия, Г., и Эрнандес, К .: Модели циркуляции поверхностных вод на юго-востоке Бискайский залив: новые свидетельства данных ВЧ-радара, Cont. Полка Рес., 74, 60–76, г. https://doi.org/10.1016/j.csr.2013.11.022, 2014.

Солабарриета, Л., Рубио, А., Карденас, М., Кастанедо, С., Эснаола, Г., Мендес, Ф. Дж., Медина, Р., Феррер, Л .: Вероятностные отношения между ветровой и поверхностной циркуляцией воды в ЮВ заливе Бискай, Ocean Dynam., 65, 1289–1303, https://doi.org/10.1007/s10236-015-0871-5, 2015.

Солабарриета, Л., Фролов, С., Кук, М., Падуан , Дж., Рубио, А., Гонсалес, М., Мадер, Дж. И Чарриа, Г.: Оценка навыков работы с ВЧ-радаром. Продукты для лагранжевого моделирования в Бискайском заливе, J.Атмос. Океан. Technol., 33, 2585–2597, https://doi.org/10.1175/JTECH-D-16-0045.1, 2016.

Станев Е.В., Шульц-Стелленфлет Дж., Станева Дж., Грайек С. ., Seemann, J., и Петерсен, В .: Прибрежная система наблюдений и прогнозов для немецкой Bight – оценки гидрофизических состояний, Ocean Sci., 7, 569–583, https://doi.org/10.5194/os-7-569-2011, 2011.

Ульман, Д. С., О’Доннелл, Дж., Кохут, Дж., Фэйк, Т., и Аллен, А .: Траектория прогнозирование поверхностных течений с помощью ВЧ-радара: моделирование методом Монте-Карло неопределенности прогнозов, J.Geophys. Res., 111, C12005, https://doi.org/10.1029/2006JC003715, 2006.

Vilibicì, I., Šepicì, J., Mihanovicì, H., Kalinicì, H., Cosoli, S., Янековичи И., Жагар Н., Есенко Б., Тюдор М., Дадичи В. и Иванковичи, Д .: Прогнозирование океанских течений на основе самоорганизующихся карт. система, Sci. Rep., 6, 22924, https://doi.org/10.1038srep22924, 2016.

Яо, Ф., Хотейт, И., Пратт, Л.Дж., Бауэр, А.С., Чжай, П., Коль, А., а также Гопалакришнан, Г .: Сезонная опрокидывающаяся циркуляция в Красном море: 1.Проверка модели и летняя циркуляция, J. Geophys. Res.-Ocean., 119, 2238–2262, https://doi.org/10.1002/2013JC009004, 2014a.

Яо, Ф., Хотейт, И., Пратт, Л. Дж., Бауэр, А. С., Коль, А., Гопалакришнан, Г., Ривас, Д .: Сезонная опрокидывающаяся циркуляция в Красном море: 2. Зимняя циркуляция, J. Geophys. Res.-Ocean., 119, 2263–2289, https://doi.org/10.1002/2013JC009331, 2014b.

Зароканеллос, Н. Д., Кюртен, Б., Черчилль, Дж. Х., Родер, К., Вулстра, К. Р., Абуальная Ю., Джонс Б.H .: Маршрутизация физических механизмов питательные вещества в центральной части Красного моря, J. Geophys. Res.-Ocean., 122, 9032–9046, https://doi.org/10.1002/2017JC013017, 2017a.

Зароканеллос, Н. Д., Пападопулос, В. П., Софианос, С. С., и Джонс, Б. Х .: Физико-биологические характеристики перехода зима-лето в г. Центральное Красное море, J. Geophys. Рес.-Океан., 122, 6355–6370, https://doi.org/10.1002/2017JC012882, 2017b.

Чжан П., Субраманиан А. К., Яо Ф. и Хотейт И.: Вихри в красном Море: статистическое и динамическое исследование, J.Geophys. Рес.-Океан., 119, 3909–3925, https://doi.org/10.1002/2013JC009563, 2014.

Зеленке Б.К .: Эмпирическая статистическая модель ветров и океана. Поверхностные течения, магистр наук в области океанографии – диссертация, штат Орегон University, Oregon State University Publisher, Corvallis, Oregon, 2005.

Измерение высокочастотных синусоидальных токов большой амплитуды

PEM производит пробники переменного тока с очень широкой полосой пропускания, способные измерять от менее 1 Гц до диапазона МГц.Однако, если непрерывное произведение (среднеквадратическое значение) тока и частоты очень велико, порядка> 3000 А / мкс, то может потребоваться изготовление оптимизированного зонда Роговского. Типичные области применения, в которых встречаются синусоидальные токи очень высокой частоты и / или токи большой величины, включают радиочастотные передатчики и усилители, некоторые системы индукционного нагрева и системы плазменного напыления.

Другие формы широкополосных датчиков тока ограничены в их способности измерять непрерывные высокочастотные синусоидальные токи;

• те измерительные технологии, в которых используется магнитный сердечник, например трансформаторы тока или устройства на эффекте Холла, имеют ограниченную среднеквадратичную способность по току, даже если они имеют достаточно широкую полосу пропускания.
• Коаксиальные шунты не изолированы и имеют ограниченную мощность

PEM называют непрерывным произведением частоты и тока «среднеквадратичное значение di / dt». Наши стандартные датчики CWT и RCT Rogowski имеют среднеквадратичный предел di / dt, при превышении которого можно повредить катушку. Это значение указано во всех технических паспортах наших продуктов. Однако это ограничение можно преодолеть. Существует ряд методов, зависящих от величины среднеквадратичного значения di / dt и частоты тока.Например в:

Индукционный нагрев

Для некоторых применений с высокой мощностью или высокочастотным индукционным нагревом компания PEM поставила модифицированные версии диапазонов CWT и RCT для измерения токов от 100 до 1000 А на частотах от 100 кГц до 1 МГц. Единственное изменение в наших стандартных пробниках – это ограничение низкочастотной характеристики, но в большинстве случаев она может составлять всего 10 Гц. Эти датчики Роговского использовались как для диагностики при разработке новых инверторов индукционного нагрева, так и даже для управления промышленными процессами.

ВЧ передатчики и усилители

Компания

PEM поставила катушки Роговского с пассивной интеграцией для постоянной установки на высокомощный радиочастотный (ВЧ) передатчик. Катушка Роговского использует пассивную интеграцию Lr (также известную как само). Зонд Роговского требуется для измерения в значительной степени неискаженного синусоидального сигнала с амплитудой до 1 кА на частоте до 3 МГц. Катушка расположена коаксиально, так что ток является центральным в поясе Роговского.

Преимущество использования пассивной интеграции Lr в этом приложении состоит в том, что она обеспечивает полосу пропускания на высоких частотах на 3 дБ, которая значительно превышает активную или пассивную интеграцию RC для данной длины катушки. Использование самоинтеграции в этом приложении сводит к минимуму потери мощности в пассивном интеграторе, позволяя интегратору удобно размещаться в механизме зажима катушки, что идеально, если катушка должна поместиться в ограниченном пространстве, что часто имеет место.