① 集肤效应(电涡流)
集肤效应又叫趋肤效应。是电流或电压以频率较高的电子在导体中传导时,会聚集于总导体表层,而非平均分布于整个导体的截面积中。
因为当导线流过交变电流时,根据楞次定律会在导线内部产生涡流,与导线中心电流方向相反,。由于导线中心较导线表面的磁链大,在导线中心处产生的电动势就比在导线表面附近处产生的电动势大。这样作用的结果,电流在表面流动,中心则无电流,这种由导线本身电流产生之磁场使导线电流在表面流动。
集肤效应是电磁学,涡流学(涡旋滚侍电流)的术语。这种现象是由通电铁磁性材料,靠近未通电的铁磁性材料,在未通电的铁磁性材料表面产生方向相反的磁场,有了磁场就会产生切割磁力线的电流,这个电流就是所谓的涡旋电流,这个现象就是集肤效应。
集肤效应 - 电流的集肤效应
第一,电子在导体内总是沿着阻力最小的路线流动。在导体表面及近表层的结构元与导体表面基本平行,电子在其间换位流动阻力较小。而在导体内部结构元呈上下、左右、前后空间排列,电子在其间定向流动要受到五个方向的阻力,(而在表面只有三个方向的阻力)可见电子在导体表层附近运行的阻力要比在内部小得多,这样就导致了电流的集肤效应。
其二,当电子在导线内移动时,在其运动的垂直方向伴生着磁场,(右手定则)其它电子在磁场的作用下向逐步向周边发散移动,于是移向了导线的表层附近,形成了电流的集肤效应。
其三,当然还枝运有温度的影响:在导体内部,电阻产生的热不易散发,温度较高,价和电子运转的速率高,线路不是很扁平,这样就导致了电子通路相对窄小,电阻就高。在导体的表面,散热快、温度低,价和电子运转的速率低,线路扁平,这样就导致了电子通路相对宽大,而故导体表面电阻小,外来电子运行较快,这也是电流集肤的原因之一。 尖端放电当导体的某部分做得很细很尖时,尖端部分的表面积相对较大,换位移动到此的电子密大搭吵度相对较大,在尖端部分甚至有些拥挤,有部分电子在拥挤中从尖端溢出,于是就导致了尖端放电现象。
② 感应加热集肤效应深度计算公式是什么
电流“透入深度”:
从导体表面到电流密度减小到表面电流密度的1/e(0.368)处的径向距离。
1)频率较锋稿高时(Δ/R>=2.5),
在“透入深度”区域消耗的电功率为总功率的86%。有效加热层δ=Δ。
2)频率较低时(Δ/R<2.5),
δ=0.2R。
3)一般在2Δ处,功率几改谈乎银歼孝降为0
③ 什么是集肤效应
集肤效应(又称趋肤效应)是指导体中有交流电或者交变电磁场时,导体内部的电流分布不均匀的一种现象。随着与导体表面的距离逐渐增加,导体内的电流密度呈指数递减,即导体内的电流会集中在导体的表面。
从与电流方向垂直的横切面来看,导体的中心部分电流强度基本为零,即几乎没有电流流过,只在导体边缘的部分会有电流。简单而言就是电流集中在导体的“皮肤”部分,所以称为集肤效应。产生这种效应的原因主要是变化的电磁场在导体内部产生了涡旋电场,与原来的电流相抵消。
减缓趋肤效应的方法
一种减缓趋肤效应的方法是采用所谓的利兹线(源自德语:Litzendraht,意为“编织起来的线”)。利兹线采用将多条金属导线相互缠绕的方法,使得电磁场能够比较均匀地分布,这样各导线上的电流分布就会较为平均。
使用利兹线后,产生显着趋肤效应的频率可以从数千赫兹提高到数兆赫兹。利兹线一般应用在高频交流电的传输中,可以同时减缓趋肤效应和邻近效应。
高电压大电流的架空电力线路通常使用钢芯铝绞线,这样能使铝质部分的工作部分温度降低,减低电阻率,并且由于趋肤效应,电阻率较大的钢芯上承载极少的电流,因而无关紧要。
④ 关于集肤效应和邻近效应系数的计算问题
高频时,铜导线中电流经过猛判的横截面的厚度约等于趋肤深度δ:
δ=2.5根号下1/f
δ 表示趋肤深度 单位um ;f 表示脊首频率 单位GHz。
临近效应系樱知数数是问串扰系数?
可以看看《信号完整性分析》。