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平行导体的邻近效应

两根长平行导体截面上的电流密度分布,对比实心铜棒与空心钢管中的邻近效应。

工程问题

如何求平行导体中的邻近效应?

解答

建立平行平面交流磁场问题,由计算得到的场结果评估邻近效应引起的电流密度重新分布。

典型应用
  • 平行导体
  • 多股电力连接
  • 相邻母线导体
平行导体的邻近效应

仿真问题

问题类型
平行平面交流磁场
几何模型
两根铜棒 D30,中心距 128 mm;两根钢管 D84/d70,间距 250 mm。
已知条件
  • 钢的相对磁导率 μ = 100
  • 总电流 I = 300 A,频率 f = 50 Hz
  • 铜的电导率 σ = 57 MS/m
  • 钢的电导率 σ = 10 MS/m
求解任务
求长平行导体截面上的电流密度分布。分别分析两种导体:两根铜棒和两根钢管。
求解过程

利用问题的对称性,只定义右上四分之一区域 aOb,并在对称轴上设置边界条件。

水平对称轴(Oa 线)上 Ht = 0;竖直对称轴 Ob 上 Bn = 0。由柱坐标系中的 B = rot A 可推出 Ob 轴上 A = const。

场在无穷远处衰减,故其余边界上 A = 0。

计算结果

给出沿 Oa 线的铜棒电流密度分布。

给出沿钢管周向(自点 e 顺时针至点 f)的电流密度分布。

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