Discussion:
linia długa
(Wiadomość utworzona zbyt dawno temu. Odpowiedź niemożliwa.)
Krzysztof
2004-08-19 09:58:14 UTC
Permalink
mam taki problem, bynajmniej nie czysto teoretyczny -
- jest sobie ok. 1km zwykłego kabla elektroinstalacyjnego,
żadna tam skrętka czy inne cuda, pojemność międzyżyłowa
ok. 50..100nF, indukcyjność ...?
pytanie -- jaki model linii przyjąć do symulacji dla częstotliwości
do ok. 100kHz ? a precyzyjniej -- jaki schemat zastępczy
dwójnika byłby odpowiedni przy założeniu, że na drugim końcu linia
zwarta jest czystą rezystancją R ?
--
pozdrawiam

K.
RoMan Mandziejewicz
2004-08-19 10:05:12 UTC
Permalink
Hello Krzysztof,
Post by Krzysztof
mam taki problem, bynajmniej nie czysto teoretyczny -
- jest sobie ok. 1km zwykłego kabla elektroinstalacyjnego,
żadna tam skrętka czy inne cuda, pojemność międzyżyłowa
ok. 50..100nF, indukcyjność ...?
pytanie -- jaki model linii przyjąć do symulacji dla częstotliwości
do ok. 100kHz ? a precyzyjniej -- jaki schemat zastępczy
dwójnika byłby odpowiedni przy założeniu, że na drugim końcu linia
zwarta jest czystą rezystancją R ?
Dwójnika? Będzie trudno - to już jest słuszna długość, porównywalna z
długością fali (stanowi znaczący jej ułamek - przyjmując znaczne
skrócenie - wręcz półfalowy). Można się spodziewać rezonansu... Bardzo
trudne zadanie przyjąłeś :-(
--
Best regards,
RoMan mailto:***@pik-net.pl
Krzysztof
2004-08-19 10:17:35 UTC
Permalink
Post by RoMan Mandziejewicz
Post by Krzysztof
mam taki problem, bynajmniej nie czysto teoretyczny -
- jest sobie ok. 1km zwykłego kabla elektroinstalacyjnego,
żadna tam skrętka czy inne cuda, pojemność międzyżyłowa
ok. 50..100nF, indukcyjność ...?
pytanie -- jaki model linii przyjąć do symulacji dla częstotliwości
do ok. 100kHz ? a precyzyjniej -- jaki schemat zastępczy
dwójnika byłby odpowiedni przy założeniu, że na drugim końcu linia
zwarta jest czystą rezystancją R ?
Dwójnika? Będzie trudno - to już jest słuszna długość, porównywalna z
długością fali (stanowi znaczący jej ułamek - przyjmując znaczne
skrócenie - wręcz półfalowy). Można się spodziewać rezonansu... Bardzo
trudne zadanie przyjąłeś :-(
zmieńmy w takim razie założenia -- analizujemy linię do ok. 5..10kHz
--
pozdrawiam

K.
SP9LWH
2004-08-19 11:45:17 UTC
Permalink
Post by Krzysztof
zmieńmy w takim razie założenia -- analizujemy linię do ok. 5..10kHz
Skoro wymagana dokładność, jest żadna, to możesz przyjąć układ LC, gdzie
L=2uH/m, C=100pF/m
Krzysztof
2004-08-19 12:07:35 UTC
Permalink
Post by SP9LWH
Skoro wymagana dokładność, jest żadna, to możesz przyjąć układ LC, gdzie
L=2uH/m, C=100pF/m
czyli coś takiego:

o---- L ----+------
| |
C R
| |
o---- L ----+------

i dla 1km linii:

2L = 2mH
C = 100nF
?

trochę przymałe te 2mH mi się wydają,


a może lepsze byłoby takie przybliżenie:

o---- L ----+--- L ---
| |
L1 |
| |
C R
| |
L1 |
| |
o---- L ----+--- L ---

tylko jakie L1 przyjąć? setki uH?


przez dwójnik przepuszczam sygnał pomiarowy
i badam R na drugim końcu, symulację robię w protelu -
- dość ładnie to wychodzi, kwestią jest zbliżenie się
do rzeczywistości...

--
pozdrawiam

K.
Ukaniu
2004-08-19 15:22:54 UTC
Permalink
Post by Krzysztof
o---- L ----+------
| |
C R
| |
o---- L ----+------
Witam,
Ja bym przyjął:

-L--L--L--L--L....
| | | |
C C C C......
| | | |
__________.....

od ilości cewek i kondensatorów będzie zależała dokładność.

Pozdrawiam Łukasz
Krzysztof
2004-08-19 18:32:32 UTC
Permalink
Post by Ukaniu
Post by Krzysztof
o---- L ----+------
| |
C R
| |
o---- L ----+------
Witam,
-L--L--L--L--L....
| | | |
C C C C......
| | | |
__________.....
od ilości cewek i kondensatorów będzie zależała dokładność.
wstawiłem 4 stopnie LC i przy symulacji znacznie wzrosły
gasnące wzbudzenia od zboczy przepuszczanego przez dwójnik
prostokąta :-)
ale zastanawiam się jeszcze jaką sumaryczną na 1km indukcyjność L
przyjąć?
--
pozdrawiam

K.
Ukaniu
2004-08-19 20:02:15 UTC
Permalink
jaką sumaryczną na 1km indukcyjność L
Post by Krzysztof
przyjąć?
Witam,
Za radą kolegi SP9LWH który o kablach powinien wiedzieć więcej niż ja
L=2uH/m, C=100pF/m
Więc dla linii 1km można stosować 100 cewek 20uH i 100 kondziołów 1nF. Jeśli
zadanie zbyt skomplikowane numerycznie można zmniejszyć ilosć cewek i
kondensatorów pozostawiając sumaryczną indukcyjność i pojemność
niezmienioną.

--
Pozdrawiam Łukasz
SP9LWH
2004-08-20 07:14:03 UTC
Permalink
Post by Krzysztof
ale zastanawiam się jeszcze jaką sumaryczną na 1km indukcyjność L
przyjąć?
A kto Ci ma na to pytanie odpowiedzieć ?
Sam musisz ocenić
Pojedynczy prosty drut w wolnej przestrzeni ma indukcyjność rzędu 1uH/m
Jak będzie miał odległy drut powrotny to już będą 2m czyli 2uH
Jeśli równoległe druty są blisko są ich wypadkowa indukcyjność zmieni się
względem prostej sumy.
Jeśli będzie na nie oddziaływać otoczenie (np. stalowy pancerz) to znowu
będzie inaczej.
Jeśli będzie to tzw. kabel koncentryczny to znowu się zmieni
Ja ci zaproponowałem rzędy wielkości. Prawidłowa wartość zapewne zmieści się
w zakresie 0,1x do 10x podanej przeze mnie.
W tym zakresie zmieści się nawet cewka zrobiona z tego drutu.
Ty chcesz robić symulacje wymyślonego drutu.
Poszukaj (przyjmij) sobie konkretny rodzaj kabla, to znajdziesz jego
parametry, choćbyś miał je wyliczyć:-)
Do symulacji linii długiej przyjmuje się nieskończoną ilość zestawów LC:-)
Jednak o linii długiej myślimy wtedy, gdy fizyczna długość linii jest
większa od 5% ( akuratni analitycy powiedzą 1%) długości fali elektrycznej.
Krzysztof
2004-08-20 12:42:28 UTC
Permalink
Post by SP9LWH
A kto Ci ma na to pytanie odpowiedzieć ?
Sam musisz ocenić
Pojedynczy prosty drut w wolnej przestrzeni ma indukcyjność rzędu 1uH/m
Jak będzie miał odległy drut powrotny to już będą 2m czyli 2uH
Jeśli równoległe druty są blisko są ich wypadkowa indukcyjność zmieni się
względem prostej sumy.
Jeśli będzie na nie oddziaływać otoczenie (np. stalowy pancerz) to znowu
będzie inaczej.
Jeśli będzie to tzw. kabel koncentryczny to znowu się zmieni
Ja ci zaproponowałem rzędy wielkości. Prawidłowa wartość zapewne zmieści
się w zakresie 0,1x do 10x podanej przeze mnie.
W tym zakresie zmieści się nawet cewka zrobiona z tego drutu.
Ty chcesz robić symulacje wymyślonego drutu.
Poszukaj (przyjmij) sobie konkretny rodzaj kabla, to znajdziesz jego
parametry, choćbyś miał je wyliczyć:-)
napisałem w miarę dokładnie jaki kabel mnie interesuje,
te 2uH/m wydają mi się trochę przymałe przy żyłach oddalonych o 0.5..1mm,
nigdy nie obmierzałem kabli pod tym kątem i nie za bardzo mam takie
techniczne możliwości -- muszę więc przyjąć jakiś szacunek,
dzięki Ci więc za te 2uH/m, ale precyzja w zakresie 2 rzędów wielkości
to trochę dla mnie za mało, może ktoś konkretnie to obmierzał
i poda ile mH można się spodziewać na 1km zwykłego, typowego kabla
elektroinstalacyjnego?
Post by SP9LWH
Do symulacji linii długiej przyjmuje się nieskończoną ilość zestawów LC:-)
Jednak o linii długiej myślimy wtedy, gdy fizyczna długość linii jest
większa od 5% ( akuratni analitycy powiedzą 1%) długości fali elektrycznej.
na razie symuluję na ośmiu stopniach LC (jest jeszcze pewna różnica w
stosunku
do czterech, ale niewielka), przepuszczam prostokąt kilkaset Hz o zboczach
rzędu 10..50us i obserwuję amplitudę i szybkość gaśnięcia wzbudzonych
drgań (drugi koniec linii zapinam czystą rezystancją R)...
--
pozdrawiam

K.
SP9LWH
2004-08-20 13:16:52 UTC
Permalink
Post by Krzysztof
napisałem w miarę dokładnie jaki kabel mnie interesuje,
te 2uH/m wydają mi się trochę przymałe przy żyłach oddalonych o 0.5..1mm,
Typowy kabel elektroinstalacyjny to YDYt. Tam zyły są oddalone o 1cm
Nie znam żadnego kabla elektroinstalacyjnego o zyłach oddalonych o 0,5mm
Post by Krzysztof
dzięki Ci więc za te 2uH/m, ale precyzja w zakresie 2 rzędów wielkości
to trochę dla mnie za mało, może ktoś konkretnie to obmierzał
To zmień w symulacji L na 10 razy więcej i zobacz co ci wyszło
Post by Krzysztof
do czterech, ale niewielka), przepuszczam prostokąt kilkaset Hz o zboczach
rzędu 10..50us i obserwuję amplitudę i szybkość gaśnięcia wzbudzonych
To dla 1km kabla nie powinno mieć żadnego istotnego wpływu i na wyjściu
będzie taki sam prostokąt, szczególnie jeśli R będzie zbliżone do 300 Omów.
W zależności od zboczy będą jedynie większe lub mniejsze oscylacje ( im
bardziej strome zbocza tym większe ich tłumienie)
Krzysztof
2004-08-20 14:01:02 UTC
Permalink
Post by SP9LWH
Post by Krzysztof
napisałem w miarę dokładnie jaki kabel mnie interesuje,
te 2uH/m wydają mi się trochę przymałe przy żyłach oddalonych o 0.5..1mm,
Typowy kabel elektroinstalacyjny to YDYt. Tam zyły są oddalone o 1cm
Nie znam żadnego kabla elektroinstalacyjnego o zyłach oddalonych o 0,5mm
sorry, to była literówka
Post by SP9LWH
Post by Krzysztof
dzięki Ci więc za te 2uH/m, ale precyzja w zakresie 2 rzędów wielkości
to trochę dla mnie za mało, może ktoś konkretnie to obmierzał
To zmień w symulacji L na 10 razy więcej i zobacz co ci wyszło
Post by Krzysztof
do czterech, ale niewielka), przepuszczam prostokąt kilkaset Hz o
zboczach rzędu 10..50us i obserwuję amplitudę i szybkość gaśnięcia
wzbudzonych
To dla 1km kabla nie powinno mieć żadnego istotnego wpływu i na wyjściu
będzie taki sam prostokąt, szczególnie jeśli R będzie zbliżone do 300
Omów. W zależności od zboczy będą jedynie większe lub mniejsze oscylacje
( im bardziej strome zbocza tym większe ich tłumienie)
właśnie w tym cały urok mojej zabawy, w której chodzi o wykrywanie-pomiar
rezystancji na drugim końcu linii rzędu setek kiloomów, przy czym
odpada użycie prądu stałego, więc przy takim niedopasowaniu, wzbudzenia
od zboczy odgrywają pierwszorzędną rolę i dla sumarycznego L rzędu 20mH
pojawia się już problem z detekcją takich wartości R!
--
pozdrawiam

K.
SP9LWH
2004-08-20 14:20:33 UTC
Permalink
Post by Krzysztof
właśnie w tym cały urok mojej zabawy, w której chodzi o wykrywanie-pomiar
rezystancji na drugim końcu linii rzędu setek kiloomów, przy czym
odpada użycie prądu stałego, więc przy takim niedopasowaniu, wzbudzenia
Przy 1km kablu obciążenie na końcu rezystancją 1MOm będzie na początku linii
niewykrywalne dla prądów zmiennych nawet dla sinusa 50Hz. Dlaczego ? Bo prąd
pojemnościowego jest znacznie większy.

Jeśli jest to tematem "zadania szkolnego", sugeruję uwzględnić także
upływność izolacji.
Norma dopuszcza 20M Ohm/km dla polwinitu, dla napięć do 1kV !
Zauważ jak bardzo ona się zmienia ze wzrostem temperatury.
Krzysztof
2004-08-20 15:16:49 UTC
Permalink
Post by SP9LWH
Post by Krzysztof
właśnie w tym cały urok mojej zabawy, w której chodzi o wykrywanie-pomiar
rezystancji na drugim końcu linii rzędu setek kiloomów, przy czym
odpada użycie prądu stałego, więc przy takim niedopasowaniu, wzbudzenia
Przy 1km kablu obciążenie na końcu rezystancją 1MOm będzie na początku
linii niewykrywalne dla prądów zmiennych nawet dla sinusa 50Hz. Dlaczego
? Bo prąd pojemnościowego jest znacznie większy.
są na to sposoby :-)
przy 500Hz(!)/5Vp-p prostokącie i rozwarciu (powiedzmy 30MOhm)
linii (2mH/100nF) na końcu, otrzymuję odpowiedź rzędu 1.5mVp-p,
a dla 1MOhm jest to 20mVp-p na wyjściu ukladu wzmacniająco-kształtującego,
(przy 20mH jest już znacznie gorzej!!!),
sygnał wchodzi na 10-bitowy AC i poddawany jest korelacyjnej detekcji
synchronicznej, połączonej z filtracją cyfrową, daje to w efekcie
detekowany prążek pasma o szerokości ok. 1Hz wokół 500Hz,
odporność na zakłócenia wszelkiego rodzaju -- przydźwięk AC50Hz,
szumy, EMI jest kolosalna!(dla AC50Hz rzędu 70dB),
"zadanie" jak wcześniej już pisałem nie jest bynajmniej teoretyczne
lecz bardzo praktyczne :-)
--
pozdrawiam

K.
SP9LWH
2004-08-20 13:25:12 UTC
Permalink
Post by Krzysztof
na razie symuluję na ośmiu stopniach LC (jest jeszcze pewna różnica w
stosunku
A najpewniej byłoby zestawić stanowisko:
- Oscyloskop (przyzwoitej jakości)
- 10m "typowego" kabla
- opornik

I podłączyć mu wyjście generatora testowego (wbudowanego w oscyloskop) przez
ten długi kabel i obserwować na jednym kanale wejście kabla, a na drugim
wyjście

Wtedy możesz oszacować dokładniej indukcyjność, bo pojemność 10m kabla
zmierzy bylejaki miernik uniwersalny.

Jak mnie natchnie, to zmierzę kawek SMy , albo OMy ,albo YDYt:-)
Krzysztof
2004-08-20 15:22:35 UTC
Permalink
Post by SP9LWH
- Oscyloskop (przyzwoitej jakości)
- 10m "typowego" kabla
- opornik
I podłączyć mu wyjście generatora testowego (wbudowanego w oscyloskop)
przez ten długi kabel i obserwować na jednym kanale wejście kabla, a na
drugim wyjście
Wtedy możesz oszacować dokładniej indukcyjność, bo pojemność 10m kabla
zmierzy bylejaki miernik uniwersalny.
Jak mnie natchnie, to zmierzę kawek SMy , albo OMy ,albo YDYt:-)
gdyby Cię natchnęło, to byłbym wdzięczny za tę indukcyjność :-)
--
pozdrawiam

K.
Krzysztof
2004-08-21 22:43:08 UTC
Permalink
Post by Krzysztof
Post by SP9LWH
- Oscyloskop (przyzwoitej jakości)
- 10m "typowego" kabla
- opornik
I podłączyć mu wyjście generatora testowego (wbudowanego w oscyloskop)
przez ten długi kabel i obserwować na jednym kanale wejście kabla, a na
drugim wyjście
Wtedy możesz oszacować dokładniej indukcyjność, bo pojemność 10m kabla
zmierzy bylejaki miernik uniwersalny.
Jak mnie natchnie, to zmierzę kawek SMy , albo OMy ,albo YDYt:-)
gdyby Cię natchnęło, to byłbym wdzięczny za tę indukcyjność :-)
niech cię natchnie przy naprawie zasilacza :-) -- wygrzebałem
w czeluściach, gdzieś pod pajęczynami książkę "Amatorskie anteny KF i UKF"
Bieńkowskiego i Lipińskiego, i tam dla linii długiej symetrycznej,
gdzie "e" odległość między żyłami, a "d" średnica żyły, podają:



L [uH/m] = 0.921*log[e/d + sqrt[(e/d)^2 - 1]]*10^-6



więc np. dla YDY 450/750 V, 2x1,5

e~= 5mm d~=1.3mm e/d ~= 3.85

L ~= 0.81 uH/m

jeszcze raz dzięki za niezły szacunek!

ciekawostka -- jeśli e/d -> 1 ,to:

L -> 0
--
pozdrawiam

K.
SP9LWH
2004-08-22 00:02:00 UTC
Permalink
Post by Krzysztof
L ~= 0.81 uH/m
jeszcze raz dzięki za niezły szacunek!
A wmawiałeś mi , że będzie dużo więcej :-)
Post by Krzysztof
L -> 0
Gdyby idealnie do siebie przylegały, ale nie były zwarte elektrycznie (czyli
e=d) i jeszcze skręcone i zwinięte w cewkę, to przy silnym sprzężeniu
magnetycznym powinno być L=0. To się nazywa "uzwojenie bifilarne", albo
"opornik bezindukcyjny" :-)
Krzysztof
2004-08-22 00:23:43 UTC
Permalink
Post by SP9LWH
Post by Krzysztof
L ~= 0.81 uH/m
jeszcze raz dzięki za niezły szacunek!
A wmawiałeś mi , że będzie dużo więcej :-)
i całe szczęście! bo przy 20mH cholernie by mi namieszało w projekcie,
teraz pozostanie mi tylko się modlić aby w przedruku wzoru
nie było jakiegoś bugu ;-)

jeszcze z ciekawości zapytam ile mocy z 1km takiej anteny względem gleby
można uzyskać kilkanaście km od Solca Kujawskiego? :-)
--
pozdrawiam

K.
J.F.
2004-08-22 15:50:02 UTC
Permalink
Post by Krzysztof
L [uH/m] = 0.921*log[e/d + sqrt[(e/d)^2 - 1]]*10^-6
[...]
Post by Krzysztof
L -> 0
Hm, zebym nie sklamal ... dwie rownolegle zyly tyz przy sobie ..
to chyba nie ma indukcyjnosci zero.

No chyba ze dla w.cz., gdy prad plynie tylko po wierzchu ..

J.
Krzysztof
2004-08-25 09:39:10 UTC
Permalink
Post by J.F.
Post by Krzysztof
L [uH/m] = 0.921*log[e/d + sqrt[(e/d)^2 - 1]]*10^-6
[...]
Post by Krzysztof
L -> 0
Hm, zebym nie sklamal ... dwie rownolegle zyly tyz przy sobie ..
to chyba nie ma indukcyjnosci zero.
No chyba ze dla w.cz., gdy prad plynie tylko po wierzchu ..
w praktyce jeśli weźmiesz powiedzmy drut nawojowy DNE1.0
pokryty warstwą emalii o grubości powiedzmy 0.005mm (!!!?:-)
to e/d = 1.01
a L wychodzi aż (?) 0.056 uH/m
--
pozdrawiam

K.
J.F.
2004-08-25 11:41:09 UTC
Permalink
Post by Krzysztof
Post by J.F.
Post by Krzysztof
L [uH/m] = 0.921*log[e/d + sqrt[(e/d)^2 - 1]]*10^-6
[...]
Post by Krzysztof
L -> 0
Hm, zebym nie sklamal ... dwie rownolegle zyly tyz przy sobie ..
to chyba nie ma indukcyjnosci zero.
No chyba ze dla w.cz., gdy prad plynie tylko po wierzchu ..
w praktyce jeśli weźmiesz powiedzmy drut nawojowy DNE1.0
Ale mi chodzi o teorie. Jesli prad plynie calym przekrojem drutu,
to pomiedzy najbardziej odleglymi fragmentami przekrojow jest
troche miejsca na wytworzenie pola. To i jakas indukcyjnosc
powinna byc ..

J.
Krzysztof
2004-08-25 12:02:20 UTC
Permalink
Post by J.F.
Post by Krzysztof
Post by J.F.
Post by Krzysztof
L [uH/m] = 0.921*log[e/d + sqrt[(e/d)^2 - 1]]*10^-6
[...]
Post by Krzysztof
L -> 0
Hm, zebym nie sklamal ... dwie rownolegle zyly tyz przy sobie ..
to chyba nie ma indukcyjnosci zero.
No chyba ze dla w.cz., gdy prad plynie tylko po wierzchu ..
w praktyce jeśli weźmiesz powiedzmy drut nawojowy DNE1.0
Ale mi chodzi o teorie. Jesli prad plynie calym przekrojem drutu,
to pomiedzy najbardziej odleglymi fragmentami przekrojow jest
troche miejsca na wytworzenie pola. To i jakas indukcyjnosc
powinna byc ..
wzór prawdopodobnie jest przybliżeniem z założeniem, że e > d

a dla symetrycznych linii długich zakłada się e/d > 10
i wyrażenie wewnątrz logarytmu zastępuje się czynnikiem: 2e/d
--
pozdrawiam

K.
Ukaniu
2004-08-20 16:39:30 UTC
Permalink
Jak mnie natchnie, to zmierzę kawek SMy , albo >OMy ,albo YDYt:-)
Zapytaj się jaki to projekt i ile można zarobić ;-P heh może nawet opłaca
się zestawić stanowisko pomiarowe ;-).

--
Pozdrawiam Łukasz
Loading...