Strøm fortrængning i en flad leder

Hej alle
Sider og sysler med et lille problem som måske en eller anden herinde ved alt om.
Vi har vel alle en nogenlunde fornemmelse af strøm og magnetfelt i en rund leder det både ved en DC og en AC model. Velvidende at når vi arbejder ved AC kommer strømfortrængningen ind i billedet.
Mit spørgsmål er følgende.
Hvis jeg bruger en flad leder f.eks. En leder på 1 mm i tykkelsen og lad os sige 200 mm i bredden.
Hvordan ligger vektorerne sig sammen i DC modellen, skal det betragtes som mange leder der er parallel forbudne med en diameter som er lig materialet tykkelse, det vil jo give at der er 200 ledere forbundet parallel men ikke runde og hvordan påvirker det det samlede magnet felt.

Hvis vi nu betragter det som AC model ved en frekvens som kunne være 10 MHz hvordan går det så, vi kan jo stadig betragte strømfortrængningen på den smalle led men det udgør jo kun en lille del af den samlede masse.
Har prøvet med lidt modeller fra udlægning på print men kan ikke rigtig få det til at hænge sammen.
Det kan jo virke som bagateller på HF men der må jo være en matematisk forklaring eller en god regel.
Håber på lidt input
MVH
Erik/oz3ehv
5 HF Teknik

Svar til #1:
Det er Biot-Savarts lov vil skal have fat i (og Maxwells 2. ligning).

Biot-Svart siger ikke noget om lederens geometri, og i de formler jeg kender for skineffekt indgår lederens geometri heller ikke. Magnetfeltet afgøres af strømmen og indtrængningsdybden af frekvens og materialet.

Magnetfeltet rundt om en flad leder vil naturligvis ikke være cirkulært, men fluxtætheden vil være den samme, som hvis det var en cirkulær leder, for den afhænger kun af strømmen. Ellers ville vi jo have et problem med Maxwells 2. ligning, ikk' oss'

Svar til #2:
Hej Jørgen
Tak for dit input, jeg skal være den sidste til at betvivle vores gamle læremeste inden for de love. Grunden til at jeg begyndte at se på de ting var at jeg oplevede nogle ting i et eksperiment ikke havde forventet.

Jeg skal gerne redegøre for det til dig senere, men jeg har lige et tillægs spørgsmål som du også kan svare på, tror jeg, hvis et fladt element som omtalt i mit indlæg bøjes til en spole
skal vi så beregne overfladen eller arialet i den flad lede som den runde leder , hermed mener jeg kan indersiden af en flad leder betraktes som indersiden af en rund, det vil sige at denne del ikke bære hf strøm som skal medregnes i H feltet.

Grunden til Jeg spørger om det Jørgen er at når jeg måler på visse ting så er der en forskel på rund og flad leder selv om jeg ud regener kvadratet på overfladen

Svar til #3:
Jeg tror ikke strømtætheden er ens i et lille punkt i materialet de to tilfælde.

Du kender måske "tanken" når du laver print der pludselig drejer 90 grader. Så er strømtætheden IKKE ens i bukket og det rette stykke.

Lederen er ikke "homogen".

Blot et par tanker.

Svar til #1:

Du spørger:

...klip...
Mit spørgsmål er følgende.
Hvis jeg bruger en flad leder f.eks. En leder på 1 mm i tykkelsen og lad os sige 200 mm i bredden.
Hvordan ligger vektorerne sig sammen i DC modellen, skal det betragtes som mange leder der er parallel forbudne med en diameter som er lig materialet tykkelse, det vil jo give at der er 200 ledere forbundet parallel men ikke runde og hvordan påvirker det det samlede magnet felt.
...klap...


Som #2 skriver, skal vi have fat i Biot-Savart-Laplace loven; men du behøver ikke at beregne magnetfeltet over fx 200 ledere, idet du kan udregne et analytisk udtryk for feltfordelingen, se fx http://www.ntmdt.com/spm-basics/view/magnetic-f ield-rectangular-wire ; men hvis du har noget EM-beregningssoftware til rådighed, kan du jo prøve at regne med 200 tråde fra dit eksempel.

Du spørger:

...klip...
Hvis vi nu betragter det som AC model ved en frekvens som kunne være 10 MHz hvordan går det så, vi kan jo stadig betragte strømfortrængningen på den smalle led men det udgør jo kun en lille del af den samlede masse.
...klap...

Her vil jeg mene, at du som en approximation kan anvende de samme beregninger, idet du beregner feltfordelingen fra en 'udhulet leder' med en 'rektangulær udhuling', hvor strømmen er nul.

Det ville være nemmere at svare på, hvis du var lidt mere oplysende om dit tilsyneladende meget tys-tys-projekt... Forsøger du fx at bruge EMC simuleringssoftware for print til EM-beregningerne?


vy 73
OZ7S Sven

Svar til #5:
Tak for jeres input, har været væk i arbejdsmedfør og beklager at jeg først vender tilbage nu.
Det er bestemt ikke noget højt svævende jeg har gang i måske tvært i mod.

Grunden til at jeg ikke omtalte det i mit første indlæg var nok at jeg vidste hvis der kom response på det omtalte var det sikkert fra folk som var indstillet på at få en del info om "målte resultater" og det nåede jeg ikke at skrive ned i første omgang, da min måle plads var i den fri natur og med regn som modstander ( har altid været misundelig på det måle telt du have på TeleLap Svend)

Det hele kom sig af at jeg sagde ja til at rulle et stykke kobber rør på 6 meter og lave et afstemnings led til en ven som har været tvunget til at flytte i en lille lejlighed, det kalde så vidt jeg kan se en magnetisk loop
Som det orakel jeg er havde jeg ikke medregnet en loftluge på 80 cm så det var komplet umuligt at få installeret på loftrummet, en diameter på knap 2 meter kommer ikke igennem
Nå har man sagt A må man også sige B, altså fik jeg fat i et stykke fladt kobber på 1 mm og i en brede som på de to sider svarede til rørets overflade, det måtte jo efter min mening give det samme, og det var meget lettere at få op på et loft.
Det mit spørgsmål udsprang af var at jeg stod med to, efter min mening fuldstændige ens loops både areal og længde messigt, men de målte ikke ens omkring resonans . ( her ved jeg at jeg mangler måle resultater på grund af regn)
Jeg har stadig de to loops og har lavet en hel tredie til vores ven, og ud fra det jeg høre fra jer og ud fra det som jeg kan se så burde de være ens, men jeg vil nu måle efter igen når der er udsigt til ordentlig vejer.

Tillægs spørgsmål så jeg ikke skal forundres over det, den dag jeg målte kom jeg tilfældig til at holde den ene loop op på siden af den anden, med resultat at den beacon jeg lyttede på steg gevaldig i signal og jeg mener ikke 3 db men 6-9 db efter et upålidelig instrument i en radio, er der nogen der ved hvordan gain forholdene er i et magnetisk felt i forhold til de elementer jeg normalt har brugt i de elektriske antenner,

Og Svend jeg lover dig at jeg aldrig ser på E-H antennen mere.

Tak til alle
GO Weekend¨

Erik/oz3ehv
5 HF Teknik

Svar til #6:
Fænomenet med 2 loops i nærheden af hinanden har jeg også oplevet, og der er helt klart noget at forske i.


Prøv at Google K8NDS, han har undersøgt strømfortrængningen i fladt kobber i de loops han bygger :-)

Svar til #7:
Tak for link
Set fra min side er der en del ting som ikke er helt dokumenteret ud fra de links jeg har fundet i løbet af dagen,men set fra min sider er der dog en ting der går igen, og det er at de fleste der leger med denne form for antenner gør det ud fra den samme "ligegyldighed" som de laver de mere kendte elektriske antenner.
Hvis man skal skabe et brugbart signal og effektivitet på det magnetiske plan ,er det vigtig at man ikke lader hån om bare små tab.
Det vil sige at man ikke bare ser på det tab der er DC mæssigt men det tab der er ved AC og dermed også HF
Mange af de ting jeg har fundet på nettet er limet sammen med lodde som er en af de dårligste leder af alt, man bruger kondensator af tvivlsom oprindelse og de der postulere de gør det godt bruger en vadum kondensator
En magnetisk loop er efter min mening en balanceret sving kreds og så kommer man ikke en ubalanceret kondensator ind uden det giver et tab.
Hvis vi bygger en svingkreds vil jeg til enhver tid sige at man bruger en butterfly kondensator, lavet af minimum kobler som er sølv loddet sammen
Envidere skal systemet også fødes balanceret og ikke med en gamma match som på ingen måder vil føde systemet i balance.
Der er ingen tvivle om at i loop som er konstrueret til at arbejde magnetisk så handler om at reducere tabet ned i milli ohm området.
Når disse ting er opfyldt tror jeg det kan være en udmærket antenne, ulempen kan være den lille båndbrede, men det er jo det der gør det en tavs antenne, er lige ved at være færdig med en en styring som følger synderen, så er det jo ikke et problem.

Må jeg høre om du har leget med flere loops placeret op af hinanden
Mvh
Erik/oz3ehv

Svar til #8:
Ja det har jeg... Inden for en afstand af en loop diameter påvirker de hinanden og jeg har opnået både gain og enorm dæmpning ved at flytte rundt på dem.

De rykker også hinandens resonansfrekvens, så det er næsten umuligt at bruge i praksis :-)

Min var lavet af 50 mm printstrimler og en almindelig kludekondensator, samt fødet med gammamatch, bedste dx var såvidt jeg husker Grækenland på 7 mhz med loopen hængende på en skabsdør og med 5 watt.


Jeg brugte min brors termokamera til at undersøge hvor den blev varm :-)

Der er en magloopgruppe på Yahoo også :-)

Svar til #9:
Hej
Det lyder da spændende, er pt i gang med at bygge en håndfuld auto tunere til afstemnings kondensatoren, det vil jeg så færdig gøre over de næste uger, herefter håber jeg at få lavet evt. 3 ens loop som skal være en del af eksperimentet.
Så hvis jeg finder noget som måske kunne være spændende for andre vi jeg måske ligge det op her, eller på et andet forum, brugtgrej er et hyggeligt sted, men jeg savner lige det med at kunne ligge, tegninger -diagrammer og lidt mat. ud, det kunne spare mange tryg på tasteturet

Tak for input

Hermed lukkes denne tråd fra min side.

mvh
Erik/oz3ehv

Svar til #10:
Erik, du må lige have med, at alle mit desværre forhenværende Telelaboratoriet 30 meter, 10 meter og 3 meter fritfeltmålepladser samt det radiodøde rum i kælderen nu er ødelagt af brand efter at have stået ubenyttet hen i mange år.

Og så lige til strømfortrængningen: Nåeh, det var magloop-antenner, du var i gang med – og her er loddetin erfaringsmæssigt jo ikke den bedste leder, når nu tabene skal holdes lave... og det skal de, hvis effektiviteten skan snige sig op på blot et encifret antal procent!

Når du har resultater klar, bør du skrive en artikel til OZ. Her er plads til både tekst, figurer, billeder og tegninger – og eventuel software på EDRs hjemmeside.

Til slut glæder det mig, at du har opgivet E-H antennen: Siden GM3HAT skrev stolpe op og stolpe ned om den for en del år siden, har han vist endda selv opgivet at syntetisere E- og H-felter separat og derefter sammensætte dem til et udstrålende EM-felt.

Maxwell er ikke sådan et løbe om hjørner med!

vy 73 OZ7S Sven

Svar til #10:

Hejsa

Jeg er enig med Sven. Skriv endeligt til OZ om dine resultater.

Tilbage til EH-antennen: Den virker skam, men ikke som konstruktøren tror. Det er en Hertzantenne med noget tilpasning, og direktiviteten er ca. -20 dB. På den anden side, kan man sætte sådan en op, har man 1 W EIRP for 100 W tilført, og det er stadig mange snese dB mere end 0 W EIRP (ingen antenne), hæ, hæ.

Og så kan jeg varmt anbefale bogen "A Treatise on Electricity & Magnetism" af James Clerk Maxwell.

mvh

Jørgen
Livet er for kort til lorteantenner og QRP