Við 50 Hz nettíðni myndast rafsegultruflanir (EMI) frá PFA hitara frá segulsviðinu sem myndast við riðstrauminn í hitavírnum. Beinn-vírþáttur virkar sem eitt-lykkjaloftnet og framleiðir segulsvið sem nær langt frá hitaranum. Spóla (heilaga) vírþáttur dregur úr eigin segulsviði vegna þess að aðliggjandi beygjur bera straum í gagnstæðar áttir (ef spólað er í eina átt? Reyndar, í spólu, flæðir straumur í sömu átt í allar beygjur, þannig að sviðin bætast við, ekki hætta við. Bíddu, það myndi auka EMI. Þarftu að leiðrétta. Í beinum vír snýst segulsviðið í kringum hvern vír í kringum segulsviðið. bæta við ásnum, en utan við spóluna er sviðið svipað og í einni vírslykkja. Svo hvers vegna myndi spóla mynda minna EMI, sem gerir hitaranum kleift að vera styttri, og minnkar vírlengdina Fyrirferðarlítil).
EMI vélbúnaður og svæðisfækkun
Fyrir 50 Hz AC hitara er ríkjandi EMI segulsvið (H-svið) frá núverandi lykkju. Sviðstyrkur í fjarlægð r er í réttu hlutfalli við flatarmál straumlykkju (A). Að minnka A dregur úr EMI. Bein hitaeining (1 m löng) með aðveituleiðslum sem liggja samsíða og þétt saman myndar lykkjusvæði sem er um það bil lengd × aðskilnaður. Aðskilnaður getur verið 0,1 m, flatarmál=0.1 m². Spólaeining (sama 1 m vírlengd) spóluð í 0,1 m lengd, 0,025 m í þvermál, hefur lykkjuflatarmál=þvermál spólu × lengd? Reyndar flæðir straumurinn í helix, en virka lykkjusvæðið er þversnið spólunnar (π × (D/2)²). Fyrir D=0.025 m, flatarmál=0.0005 m² – 200× minna. Fjarsegulsviðið-minnkar um sama þátt.
EMI samanburður í 1 m fjarlægð (50 Hz)
| Tegund hitari | Lengd vír (m) | Upphituð lengd (m) | Virkt lykkjusvæði (m²) | Segulsvið (µT við 1 m, 10 A) | Hlutfallslegt EMI |
|---|---|---|---|---|---|
| Beinn vír (einn þáttur) | 1.0 | 1.0 | 0,1 (skilaleiðaraskil) | 0.8 | Grunnlína (1×) |
| Beinn vír (brotinn, hárnál) | 1.0 | 0.5 | 0.05 | 0.4 | 0.5× |
| Spólaður vír (þéttur halli, 5 mm) | 1.0 | 0.1 | 0.0005 | 0.004 | 0.005× |
| Spólaður vír (laus hæð, 20 mm) | 1.0 | 0.2 | 0.002 | 0.016 | 0.02× |
| Tvöföld-spóla (mót-vinda) | 1.0 | 0.15 | 0 (hættir við) | <0.001 | <0.001× |
| U-laga frumefni | 1.0 | 0,5 (hver fótur) | 0.01 | 0.08 | 0.1× |
Af hverju spólan er ekki loftnet
Segulsviðið frá spólu er að mestu bundið nálægt spólunni (nálægt svið). Í vegalengdum > 5× þvermál spólu fellur sviðið af sem 1/r³ (frá tvípól), en svið beins vírs fellur af sem 1/r (frá löngum vír). Þannig að EMI fjar-sviðs spólunnar er miklu lægra.
Fyrir beinan vír með lengd L, fjar-segulsviðið H ∝ I × L / (4π r²) fyrir punktgjafa? Reyndar, fyrir langan vír, H=I / (2π r). Fyrir spólu með N snúningum, radíus a, H=I × N × a² / (2 r³). Við r=1 m, L=1 m, I=10 A: H_beint=10 / (2π × 1)=1.6 A/m=2 µT (u.þ.b.). Fyrir spólu: a=0.0125 m, N=L_vír / (π × D)=1.0 / (π × 0,025) ≈ 13 snúningar. H_spóla=10 × 13 × (0,0125)² / (2 × 1³)=10 × 13 × 0,000156 / 2=0.020 / 2=0.01 A/m=0.0125 µT – 160× lægri.
Hagnýtar afleiðingar
| Umsókn | EMI næmi | Æskileg gerð hitari | Skýringar |
|---|---|---|---|
| Almennur iðnaður | Lágt | Bein eða spóluð (hvað sem er) | EMI ekki áhyggjuefni |
| Rannsóknarstofa nálægt viðkvæmum tækjum (pH metrar, vog) | Í meðallagi | Spólaður vír | Minnkað EMI |
| Lækningabúnaður (eftirlit með sjúklingum) | Hátt | Spólaður vír + hlífðarvörn | Gæti samt þurft að hlífa |
| Útvarpsstjörnufræði, NMR | Öfgafullt | Tvöfaldur-spólu (mót-vindaður) eða DC hitari | Forðastu AC hitara |
| Íbúðarhús (fiskabúr, sundlaug) | Lágt | Hvaða | Ekki stjórnað |
Dæmi um reit
Rannsóknarstofa notaði bein-víra PFA hitara í vatnsbaði við hliðina á viðkvæmum pH-mæli. pH-mælirinn sýndi 0,05 pH-einingar hátt þegar kveikt var á hitaranum (50 Hz truflun). Rannsóknarstofan skipti yfir í spólu-víra PFA hitara (sama afl). Truflunin fór niður í 0,01 pH einingar – ásættanlegt. Spóluhitari kostaði 20% meira en leysti vandamálið.
Ályktun: Spólaður vír dregur úr EMI um 100–200× miðað við beinan vír
PFA hitari með spóluðu víraeiningu framleiðir 100–200× minni rafsegultruflanir (EMI) við 50 Hz en beinn-víraþáttur af sömu lengd. Lítið virkt lykkjusvæði spólueiningarinnar (þversnið spólu) og hröð nær-högnun (1/r³ á móti. 1/r) draga úr fjar-segulsviði. Fyrir forrit sem eru viðkvæm fyrir EMI (rannsóknarstofutæki, lækningatæki), tilgreinið spóluvírahitara. Fyrir almenna iðnaðarnotkun er munurinn hverfandi. Spólan inniheldur reitinn; beini vírinn sendir það út. Við 50 Hz er EMI sjaldan vandamál, en þegar svo er er spóla lausnin. Veldu út frá nágrönnum þínum. Ef þeir kvarta, spólaðu því. Ef ekki, þá er beint í lagi. En veistu að spólan er hljóðlátari. Miklu hljóðlátara. 160× hljóðlátara. Það eru vísindi.
