考试开始三分钟。
林决便已经写下最后一道题的答案。
根据标准趋肤深度原理高频电流透入导l的深度为:
δ
=
√(
1
πfμσ
)
在理想趋肤效应假设下,电流仅在半径为
a、厚度为
δ
的薄壳表面均匀分布,且
a
δ
此时,导l的等效截面积为:
s
≈
2πa
·
δ
由电阻定律
r
=
l
(σs)
由此可得,高频下导线等效电阻与频率的关系式为:
r_eff
=
(
l
2πa
)
·
√(
πfμ
σ
)
结论:在理想模型下,等效电阻
r_eff
与工作频率
f
的平方根成正比,即频率越高,导线等效电阻越大。
“太简陋了啊……”
林决笑了笑,在心中思考着,
林决笑了笑,在心中思考着,
“如果频率继续升高,趋肤深度
δ
变得与表面粗糙度相当呢?如果不考虑线圈绕组间的磁场耦合干扰呢?
出题人把这些全都忽略掉,得出的电阻值在实际工程中应该会产生30%以上的误差。。。。。。”
求知状态下的他,一旦思考起这些问题,便彻底停不下来了。
随即,林决呼出一口气,在答案下方写下了一句颇为狂妄的话。
“虽然在理想模型下,该流程能够理论实现,但在实际高频工程应用中,该模型却存在致命缺陷。。。。。。”
他不打算再陪出题人玩这种过家家的游戏了。
既然决定炫技,那就炫个彻底吧!
林决笔尖再次落下。
这一次,他跨越了高中的物理维度。
悍然引入了大学电动力学的麦克斯韦方程组!
偏微分方程在纸面上铺开。
林决大脑疯狂运转。
他开始计算着非理想状态下的各种损耗!
从高频电流交变磁场引起的临近效应,到电磁波辐射向外围散发的辐射损耗,再到线圈匝间分布电容所引起的自谐振频率偏移!
一层层的推导。
一步步的微积分演化。
不过,由于这种硬核物理推导太繁琐!
很快,原本答题区域就被林决写记。
见状,他皱了皱眉,随后举起了右手。
“老师。”
监考老师闻声快步走了过来。
“怎么了?试卷有问题吗?”
林决摇了摇头,
“试卷没问题,不过解答题的位置不够写了,能不能给我拿几张额外的空白草稿纸,大概……要三张吧。”