簡要理解什么是趨膚效應


現象

  當導線內為交變電流時,此時電流主要集中在導線表面,越靠近表面電流越大,且電阻增大,從而導致電損耗增大。

原理

  導線內部產生磁場如圖,當電流產生變化,假如變大時,內部磁通也會增加,此時會產生渦流,渦流方向如圖,靠近中間的電流與產生渦流方向相反,靠外的方向相同,這樣就會使導線內部電流集中在表面。

  什么叫做渦流,當導體內部通過的磁通發生變化時,會產生感應電流,其方向可以通過楞次定律來判斷。(渦流也會產生它自己的磁場)。

  什么叫做楞次定律,來拒去留,通過右手螺旋定則判斷,可通過下圖來驗證。

  電阻增加原因:

當傳輸低頻電流時,假設導線長度為E,橫截面積為r,電導率為σ,則

當傳輸高頻電流時,由於趨膚效應的原因導致S(有效面積)減少,電阻增大,導致電耗增加。具體計算如下。

      第一個公式時趨膚效應下傳導電流密度J的計算公式,其中r0是橫截面半徑(常量),r是自變量,J0是導體邊緣的密度(常量)。

參考

[1] 集膚效應百度百科.https://baike.baidu.com/item/%E8%B6%8B%E8%82%A4%E6%95%88%E5%BA%94?fromtitle=%E9%9B%86%E8%82%A4%E6%95%88%E5%BA%94&fromid=9057396

[2] 集膚效應.http://www.360doc.com/content/17/0426/09/32066980_648728871.shtml

[3] 渦流.https://baijiahao.baidu.com/s?id=1623874002969444117&wfr=spider&for=pc

[4] 楞次定律.https://baijiahao.baidu.com/s?id=1634590864587245585&wfr=spider&for=pc

 

(個人理解,如有錯誤,歡迎討論)


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