কেন তামা উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে অলস হয়ে যায়: ত্বকের প্রভাব, প্রক্সিমিটি ইফেক্ট এবং লিটজ ওয়্যার

ভূমিকা

মোটা তামা দিয়ে একটি ট্রান্সফরমার বায়ু এবং এটি আরো বর্তমান বহন করা উচিত, তাই না? প্রধান ফ্রিকোয়েন্সিতে, হ্যাঁ। মোটামুটি 20 kHz-এর উপরে - যে বিন্দুতে IEEE একটি ট্রান্সফরমারকে "উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি" হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা শুরু করে - সেই নিয়মটি শান্তভাবে ভেঙে যায়। তামা এখনও আছে, কিন্তু এর বেশিরভাগই দরকারী কাজ বন্ধ করে দেয়।

নতুনদের জন্য, ভিড়ের সময়ে একটি মোটরওয়ের ছবি দিন যেখানে প্রত্যেক চালক বাইরের লেনগুলিকে আলিঙ্গন করার জন্য জোর দেয়৷ মাঝখানের গলিগুলো খালি। রাস্তা যেমন চওড়া, তবুও যানজট চলছে। ফ্রিকোয়েন্সি ক্লাইম্ব হওয়ার সাথে সাথে তারের অভ্যন্তরে অল্টারনেটিং কারেন্ট এটিই করে।

দুটি প্রভাব, একটি উপসর্গ

ত্বকের প্রভাব হল কন্ডাকটরের নিজস্ব চৌম্বক ক্ষেত্র যা তার পৃষ্ঠের দিকে কারেন্টকে ঠেলে দেয়। যে গভীরতায় বর্তমান ঘনত্ব ভূপৃষ্ঠের মানের প্রায় 37% (1/e) এ পড়ে সেটি হল ত্বকের গভীরতা (δ), এবং ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ার সাথে সাথে এটি সঙ্কুচিত হয়। 100 kHz এ তামার জন্য, δ মাত্র 0.21 মিমি । একটি কঠিন কন্ডাকটরের ভিতরে তার চেয়ে গভীরতর যেকোন জিনিসই মূলত মৃত ওজন।

প্রক্সিমিটি ইফেক্ট হল সবচেয়ে খারাপ ভাইবোন। প্রতিবেশী বাঁক এবং স্তরগুলি থেকে চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলি এডি স্রোতকে প্ররোচিত করে যা প্রতিটি কন্ডাক্টরের একপাশে প্রবাহিত করে। এটি মোটামুটিভাবে উইন্ডিং লেয়ারের সংখ্যার বর্গক্ষেত্রের সাথে স্কেল করে, তাই এটি মাল্টিলেয়ার ডিজাইনে প্রাধান্য পায়। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ট্রান্সফরমারগুলিতে ওয়েস্ট কোস্ট ম্যাগনেটিক্সের উইন্ডিং লস অনুসারে, ত্বকের গভীরতার দ্বিগুণ পরিবাহী পুরুত্বে, প্রক্সিমিটি ইফেক্ট AC রোধকে DC মানের প্রায় 28 গুণ বাড়িয়ে দিতে পারে — যেখানে একা ত্বকের প্রভাব মাত্র 2% যোগ করতে পারে।

উভয়ের লক্ষণই অভিন্ন: Rac/Rdc ক্লাইম্বস । উচ্চ কম্পাঙ্কে কঠিন তারের সাথে অনুপাত 10× বা তার বেশি পৌঁছাতে পারে এবং সেই অতিরিক্ত প্রতিরোধের প্রতিটি বিট সরাসরি তাপে পরিণত হয়।

ফিক্স: লিটজ তার

লিটজ তার একটি চর্বি পরিবাহীকে অনেকগুলি সূক্ষ্ম, পৃথকভাবে উত্তাপযুক্ত স্ট্র্যান্ডে বিভক্ত করে, বাঁকানো হয় তাই প্রতিটি স্ট্র্যান্ড বান্ডিলের মধ্যে প্রতিটি অবস্থানে তার দৈর্ঘ্যের সমান অংশ ব্যয় করে। আদর্শ ডিজাইনের নিয়ম হল যে স্ট্র্যান্ডের ব্যাস অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সিতে ত্বকের গভীরতার দ্বিগুণের বেশি হওয়া উচিত নয় — তাই 100 kHz-এ, 0.42 মিমি বা সূক্ষ্ম স্ট্র্যান্ড। সাধারণ স্ট্র্যান্ডগুলি 24-50 AWG চালায় এবং প্রায় 1 MHz পর্যন্ত লিটজ ব্যবহারিক পছন্দ হিসাবে রয়ে গেছে।

অ্যাপ্লিকেশন উদাহরণ

একটি সার্ভার পাওয়ার সাপ্লাইতে একটি 100 kHz এলএলসি রেজোন্যান্ট কনভার্টার হল পাঠ্যপুস্তকের ক্ষেত্রে: উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি, কাছাকাছি সাইনোসাইডাল কারেন্ট, মাল্টিলেয়ার উইন্ডিং। কঠিন চুম্বক তারকে সঠিকভাবে নির্দিষ্ট করা লিটজ দিয়ে প্রতিস্থাপন করা, প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক স্তরগুলিকে আন্তঃলিভ করার সাথে মিলিত করা , উভয় ক্ষতির প্রক্রিয়াকে একবারে আক্রমণ করে। ইন্টারলিভিং যে কোনো একক স্তর দেখে সর্বোচ্চ চুম্বকীয় শক্তিকে হ্রাস করে, যা প্রক্সিমিটি লসের একক বৃহত্তম লিভার।

সাধারণ ভুল ধারণা: আরও স্ট্র্যান্ড সবসময় ভাল

তা নয়। ওভার-স্ট্র্যান্ডিং খরচ বাড়ায়, কপার ফিল ফ্যাক্টরকে খায় (প্রতিটি স্ট্র্যান্ডের অন্তরণ স্থান নেয়), এবং ডিসি প্রতিরোধকে ঠেলে মোট ক্ষতি বাড়াতে পারে। ওয়েস্ট কোস্ট ম্যাগনেটিক্স শুধুমাত্র ফ্রিকোয়েন্সি টেবিল থেকে স্ট্র্যান্ড গেজ বেছে নেওয়ার বিরুদ্ধে স্পষ্টভাবে সতর্ক করে।

ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য দুটি ফিল্ড নোট। প্রথমত, উইন্ডিং জ্যামিতি খারাপ হলে লিটজ আপনাকে খুব কম কিনে দেয় — লেআউট সাধারণত কন্ডাক্টরের পছন্দকে হারায়। দ্বিতীয়ত, বেশিরভাগ লিটজ সমস্যাগুলি সমাপ্তির সময় উপস্থিত হয়, তারের মধ্যে নয়: অসম্পূর্ণ সোল্ডার ভেজানো পাতার স্ট্র্যান্ডগুলি সংযোগহীন, নিঃশব্দে আপনার কার্যকর কন্ডাকটরকে সঙ্কুচিত করে।

নিয়ে যাওয়া

উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে আপনি তামার জন্য অর্থ প্রদান করছেন না, আপনি ব্যবহারযোগ্য তামার জন্য অর্থ প্রদান করছেন। স্ট্র্যান্ডের ব্যাসকে ত্বকের গভীরতার সাথে মিলিয়ে নিন, স্তরগুলিকে বিচ্ছিন্ন করুন এবং সর্বদা সমাপ্তি যাচাই করুন।