スピーカーケーブル(75Ω同軸ケーブル)の磁場解析(2)2022年10月25日 15:48

左側が20kHz、右側が2Hzでの電流密度
昨日の75Ω同軸ケーブル(2本で行き戻り、S5CFB)の電流密度編です。

20kHzとインダクタンスや表皮効果の影響をほとんど受けない2Hzの条件で電流密度を計算しました。

電流密度は、主成分のみ値を抽出しました。
計算サイトの値とほぼ一致しました。
導体間隔が広い場合は、表皮効果・近接効果と比べてインダクタンスの影響が大きいことが判りました。

フリーソフト(ElmerFEM)で、静磁場、周波数応答解析ができてうれしいです。

なお、LTspiceの過渡解析でインダクタンスの影響が判ったように、正確には過渡解析を行う必要があるかもしれません。
商用ソフトでは過渡解析が可能なソフトがあります(URLリンクの運動過渡解析ソルバ)。
解析を依頼すると、昔の経験から20~50万円くらいになると思います。
オーディオケーブルの会社でないとちょっと躊躇します。
https://www.ad-tech.co.jp/products/magnet/function

電流密度
 20kHzのim成分:15000 [A/m^2]
 2Hzのre成分:59590 [A/m^2]
 20kHzでの電流値は2Hzでの1/3.97

計算サイトでの値(URLの1.往復円柱導体、20kHz)
 Zac/Rdc = 1.03391 + j*3.69962
 これより、 |Zac| / Rdc = 3.84 20kHzでは電流が1/3.84になる計算
 http://www.mogami.com/cad/proximity-01.html

This is the current density section of yesterday's 75-ohm coaxial cable (going back and forth with two cables, S5CFB).

The current density was calculated at 20 kHz and at 2 Hz, where inductance and skin effects have little effect.

For the current density, only the principal component values were extracted.
The values were in close agreement with the values at the calculation site.
It was found that when the conductor spacing is wide, the effect of inductance is larger than that of skin effect and proximity effect.

I am glad to be able to perform static magnetic field and frequency response analysis with free software (ElmerFEM).

As the effect of inductance was found by the transient analysis of LTspice, it may be necessary to perform a transient analysis precisely.
There is commercial software that can do transient analysis (motion transient analysis solver in the URL link).
If you ask for the analysis, it will cost about 200,000 to 500,000 yen based on my old experience.
I would be a little hesitant unless you are an audio cable company.
https://www.ad-tech.co.jp/products/magnet/function

Current density
 im component at 20kHz: 15000 [A/m^2].
 re component at 2Hz: 59590 [A/m^2].
 Current value at 20 kHz is 1/3.97 at 2 Hz

Value at the calculation site (1.0 in URL. Reciprocating cylindrical conductor, 20 kHz)
 Zac/Rdc = 1.03391 + j*3.69962
 From this calculation, |Zac| / Rdc = 3.84 At 20kHz, the current is 1/3.84
 http://www.mogami.com/cad/proximity-01.html

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