Силы, действующие на тонкостенный немагнитный проводник, в проникающем поле плоского одновиткового соленоида

Abstract

Проведен теоретический анализ и определены величины сил, действующих на листовой немагнитный проводник в импульсном магнитном поле одновиткового соленоида, при условии, что глубина проникновения поля в металл плоского проводника больше его толщины. Показано, что при значениях рабочих частот порядка единиц килогерц увеличивается осцилляция возбуждаемых электродинамических усилий за время действия импульса магнитного поля, что объясняется ростом влияния нормальной компоненты напряженности магнитного поля. Поэтому вычисления электродинамических усилий должны проводиться непосредственно по формулам для сил Лоренца, а не по упрощённой формуле, в которой учитывается только разность квадратов касательной компоненты вектора напряжённости магнитного поля на граничных поверхностях листового проводника. Физический механизм ослабления силового воздействия магнитного поля на проводник определяется увеличением влияния нормальной составляющей напряженности магнитного поля на протекающие электромагнитные процессы. Получены численные значения сил, действующих на листовой проводник, для конкретной индукторной системы.

Проведено теоретичний аналіз і визначено сили, що діють на листовий немагнітний провідник в імпульсному магнітному полі одновиткового соленоїда, за умови, що глибина проникнення поля в метал плоского провідника більше його товщини. Показано, що при значеннях робочих частот порядку одиниць кілогерц збільшується осциляція збуджених електродинамічних зусиль за час дії імпульсу магнітного поля, що пояснюється ростом впливу нормальної компоненти напруженості магнітного поля. Тому обчислення електродинамічних зусиль повинні проводитися безпосередньо по формулах для сил Лоренца, а не по спрощеній формулі, у якій ураховується тільки різниця квадратів дотичного компонента вектора напруженості магнітного поля на граничних поверхнях листового провідника. Фізичний механізм ослаблення силового впливу магнітного поля на провідник визначається збільшенням впливу нормальної компоненти напруженості магнітного поля на електромагнітні процеси, що відбуваються. Отримано чисельні значення сил, що діють на листовий провідник, для конкретної індукторної системи.

The article is dedicated to performance of the theoretical analysis and measurement of force intensity having an impact on sheet nonmagnetic conductor in pulsed magnetic field of single-turn coil on condition that the field penetration into flat conductor metal exceeds the thickness of the latter. The article specifies the oscillation increase of excited electrodynamic forces within pulsed magnetic field action time due to the extension of normal component influence of magnetic intensity at operating frequencies of the order of kiloHerz . It is the reason why electrodynamic force measurement should be performed according to Lorentz force formulas but not the simplified formulas that include only square difference of magnetic-field vector tangent component. The physical loss mechanism of magnetic field force acting on conductor is determined by the extension of normal component influence of magnetic intensity on current electromagnetic processes. The results of force measurement having an impact on sheet conductor for specific inductance-type system are obtained.