Токи високої частоти

Струмами високої частоти (ТВЧ) прийнято вважати струми, для яких не виконується умова квазістаціонарності, наслідком чого є сильно виражений скін-ефект. З цієї Причому струм протікає по поверхні провідника, не проникаючи в його обсяг. частота таких струмів перевищує 10000 Гц.

Щоб отримати струми з частотою більше декількох десятків кілогерц використовуються електромашинні генератори, до складу яких входить статор і ротор. На їх звернених один до одного поверхнях є зубці, через взаємного переміщення яких виникає пульсація магнітного поля. Підсумкова частота одержуваного на виході струму дорівнює добутку частоти обертання ротора на число зубців на ньому.

Також для отримання ТВЧ використовуються коливальні контури, наприклад, електричний ланцюг, в складі якої є індуктивність і ємність. Щоб отримати ТВЧ частоти в мільярди герц, застосовуються установки з порожнистим коливальним контуром (ЛОВ, ЛБХ, магнетрон, клістрон).

Якщо провідник розмістити в магнітному полі котушки, в якій тече струм високої частоти, то в провіднику виникнуть великі вихрові струми, які будуть нагрівати його. Температуру і інтенсивність нагріву можна регулювати, змінюючи струм в котушки. Завдяки цій властивості ТВЧ використовують у багатьох областях людської діяльності: в індукційних печах, в металургії для поверхневого гарту деталей, медицині, сільському господарстві, в побутових приладах (мікрохвильові печі, різні пристрої для приготування їжі), радіозв’язку, радіолокації, в телебаченні і ін.

Приклади використання струмів високої частоти

За допомогою ТВЧ в індукційних печах можна розплавляти будь-які метали. Перевага цього виду виплавки полягає в можливості виплавки в умовах повного вакууму, коли виключається контакт з атмосферою. Це дає можливість виробляти сплави, чисті по неметалевих включень і ненасичені газами (воднем, азотом).

На гартівних верстатах за допомогою ТВЧ вдається виконувати загартування сталевих виробів тільки в поверхневому шарі через скін ефекту. Це дає можливість отримати деталі з твердою поверхнею, здатні чинити опір значним навантаженням і в той же час без зниження зносостійкості і пластичності, оскільки серцевина залишається м’якою.

У медицині струми високої частоти вже давно застосовуються в приладах УВЧ, де за допомогою нагрівання діелектрика здійснюється прогрівання будь-яких органів людини. ТВЧ навіть дуже великої сили струму нешкідливі для людини, оскільки протікають виключно в самих поверхневих шарах шкіри. Також в медицині використовуються електроножі, засновані на ТВЧ, за допомогою яких «заварюють» кровоносні судини і розрізають тканини.

Ссылка на основную публикацию