انتقل إلى المحتوى

الأجهزة والأنظمة ذات الترددات اللاسلكية - الأسلاك

في الدوائر ذات الترددات اللاسلكية (RF)، لا تظهر المكونات الأساسية مثل المقاومة والسعة والحث بسمات فقط. سنبدأ بتحليل المكونات الأساسية.

هناك العديد من أنواع الأسلاك في دوائر RF. سلوك الأسلاك في النطاقات الترددية يعتمد إلى حد كبير على قطر الأسلاك وطولها. وفي المواصفات الأمريكية للأسلاك (AWG)، تم تحديد كل حجم للأسلاك بمقابله من القطر (حيث يزيد قيم AWG بمقدار 6، فإن القطر بالنظام الإنجليزي يزداد بمرتين):

قيمة AWG القطر (بالألف من البوصة)
50 1
44 2
38 4
32 8
36 16
20 32
14 64

تأثير الانغماس

في الأسلاك، في الترددات المنخفضة، يمر تيار الإلكترونات عبر مقطع السلك بأكمله. مع زيادة التردد، يؤدي تعزيز الحقل المغناطيسي في مركز المقطع إلى تكوين مقاومة لتدفق الإلكترونات، مما يضغط على الإلكترونات نحو الحواف ويجعل كثافة التيار في مركز المقطع أقل من الحواف، وهذا ما يعرف بـ تأثير الانغماس (أو ما يعرف أيضاً بتأثير التجميع الجلدي). تأثير الانغماس موجود في جميع الموصلات (بما في ذلك أقدام المكونات الأساسية لل RF).

العمق الذي ينخفض فيه كثافة التيار في الموصل إلى الحواف بنسبة 37% يُعرف بـ عمق الانغماس وهذا يعتمد على التردد والتوصيل المغناطيسي للموصل والتوصيل الكهربائي، وبالتالي يختلف عمق الانغماس من موصل إلى آخر.

صورة

تأثير الانغماس يقلل من المساحة العرضية الفعالة للموصل ويزيد من مقاومة التيار المتردد. بالنسبة للنحاس المنصب، يكون عمق الانغماس حوالي 0.85 سم عند 60 هرتز وحوالي 0.007 سم عند 1 ميغاهرتز (أي أن 63% من تيار RF يتدفق على سطح عرضي يبعد 0.007 سم عن السطح).

الحث المستقيم

يُنتج أي وسط ينقل تيارًا حثًا مغناطيسيًا، وإذا كان التيار المتردد في الوسط، سيتغير هذا الحقل المغناطيسي بانتظام، مما يؤدي إلى إنتاج جهد على الأسلاك يعارض أي تغيير في التيار، وهذه الظاهرة تسمى الحث الذاتي، ونُطلق على أي شيء يظهر هذه السمة باسم الحث. يمكن أن يكون الحث المستقيم ضئيلًا إلى حد ما، ولكن يجب مراعاته في الترددات العالية.

حجم الحث المستقيم يعتمد على الطول والقطر، والصيغة لحسابه كما يلي:

\[ L = 0.002l[2.3\log(\frac{4l}{d}) - 0.75] uH \]

حيث وحدة الحث \(L\) هي ميكروهنري (uH)، ووحدة الطول \(l\) والقطر \(d\) هي سنتيمتر.

الحث هو عامل لا يمكن تجاهله في تصميم RF، حيث يظهر في جميع الحث والدوائر RF (بما في ذلك الأسلاك وأقدام المكونات وما إلى ذلك).

المراجع والشكر

  • "تصميم الدوائر ذات الترددات الراديوية (الطبع

تمت ترجمة هذه المشاركة باستخدام ChatGPT، يرجى تزويدنا بتعليقاتكم إذا كانت هناك أي حذف أو إهمال.