Электромагнитные излучения распределенных источников

Основными распределенными источниками магнитного, электрического и электромагнитного полей являются симметричные и несимметричные кабели. Характер излучения полей для симметричных и несимметричных кабелей существенно различается.

Кнесимметричнымотносятся кабели, провода которых имеют разные электрические параметры или по проводникам протекают разные токи. Примеры несимметричного кабеля – коаксиальный телевизионный кабели и ленточные кабели для соединения оду и экрану устройств компьютера. В коаксиальном кабеле токи протекают по центральному проводу и экрану, имеющие различные электрические параметры. Проводники ленточных кабелей имеют одинаковые электрические параметры, но по информационным и корпусным проводникам протекают разные токи. Несимметричном кабель, по которому протекает электрический ток (рисунок 4.4), образует магнитную рамку, напряженность излучения которого пропорциональна току и площади рамки.

Рисунок 4.4 - Несимметричный кабель

Показанная на рисунке цепь образует магнитную рамку площадью S_p=L∙h. Чем больше площадь рамки и ток, протекающий в ней, тем выше уровень ее электромагнитного излучения.

Симметричный кабельсостоит из четного количества проводов с одинаковыми электрическими и магнитными свойствами. По двум из них распространяется одинаковый по величине, но противоположный по фазе электрический ток. Токи в этих проводах создают магнитные поля одинаковой напряженности и противоположными по направлению магнитными силовыми линиями. В точке пространства, равноудаленном от обоих проводов, поля взаимно компенсируют друг друга и излучение отсутствует. Однако в точках пространства, находящихся на разном расстоянии от проводов, напряженность поля от более близкого провода будет превышать напряженность от более удаленного и полной компенсации противоположных по фазе полей не произойдет. Следовательно, напряженность поля симметричного кабеля может изменяться от 0 до максимального значения при измерении ее в точке, находящейся в плоскости проводов симметричного кабеля (рисунок 4.5)

Рисунок 4.5 - Модель электромагнитного излучения симметричного кабеля

Напряженность остаточного магнитного поля из-за асимметричности расположения проводов (без учета магнитного поля Земли и других его источников) для этой модели определяется по формуле:

(4.5)

Где I - ток в проводах; а – расстояние между параллельными проводами; r – расстояние от точки измерения напряженности В до ближайшего провода.

Так как r a, то . Следовательно, мощность излучения поля симметричным кабелем пропорциональна расстоянию между проводами и обратно пропорциональна квадрату расстояния от них.

Таким образом, распределенные источники излучений создают электромагнитные излучения несимметричных и симметричных кабелей. Несимметричный кабель образует магнитную рамку, образованную информационным проводов и землей. Излучения симметричного кабеля создаются за счет асимметрии кабеля относительно точки измерения и земли.