Surface ефект в проводника
Електротехника: Основи
Surface ефект в проводника. ефект на кожата. Честотните свойства.
Променлив ток е придружен от електромагнитни явления, които водят до изместване на електрическите заряди с диригента център в неговата периферия. Този ефект се нарича - повърхностен ефект, или кожата ефект. В резултат на този ефект ток става без униформа. По периферията на тока е по-голяма степен в сравнение с центъра на града. Това се дължи на различията в плътността на свободните носители такса в перпендикулярна напречното сечение на проводник спрямо посоката на тока.
текущата дълбочина на проникване се определя по следната формула:
Като се използва горната формула за меден проводник се получи, че текущата честота от 50 Hz дълбочината на проникване на приблизително 9.2 mm. На практика това означава, че има проводник с кръгло сечение с радиус от повече от 9.2 mm, токът в центъра диригент липсва, защото няма да има свободни носители такса.
Колкото по-висока честота на тока, толкова по-малко дълбочината на проникване. Увеличаването на текущата честота два пъти в резултат на намаляване на дълбочината на проникване на корен квадратен от две. Ако честотата на настоящото увеличение от 10 пъти, съответно, дълбочината на проникване намалява в основата на 10 пъти.
Графиката на настоящото разпределение.
Графиката ясно показва разпределението на ток J плътност в проводник на кръгло напречно сечение (цилиндър). Извън дълбочината на проникване на плътността на тока е нула или пренебрежимо малък, защото в тези места няма свободни електрони на проводника. Токът в тези части липсва.
Ако центърът на такъв проводник, без ток, за да се отстрани проводим материал, ние получаваме кух проводник под формата на тръба (тръбна). На проводящи характеристики на това не се променя, тъй като текущи и не е имало съпротива срещу такъв проводник няма да се промени, но могат да се променят характеристики като индуктивност и капацитет на проводника.
съпротивление на проводника в AC веригата зависи не само от проводник материала, а и от текущата честота. При високи честоти, поради ефекта на кожата. всички токът започва да тече почти на границата проводник, където тя е в контакт с външната, непроводима среда.
Практическото използване на ефекта на кожата.
Разпределението на плътност на тока в проводника според честотата на тока позволява един проводник за предаване на електрически сигнали от различни честоти. висока честота сигнали пътуват по външния радиус (още) проводник, както и сигнали на честотата на по-малък радиус. Резултатът е нещо като слой торта с цилиндрична форма, когато пълнежът се разпределя сферично. Всеки тип пълнене - това е като отделен текущата честота.
Предвид сегашната дълбочина на проникване на различни честоти, ако това се изисква проводник с радиус по-голям от дълбочината на проникване, е разумно да се използва кабел многоядрени. Да кажем, че в продължение на 50 Hz честота ток, ограничение радиус от около 9 мм, което означава, че няма смисъл да се използва интегрална проводник с радиус по-голям от 9 мм. Той няма да има увеличение на проводимост, защото токът в центъра диригент липсва, което е неефективно използване на скъпи мед. Ето защо, за големи части прилагат изхвърлени на брега проводници и кабели.
При предаване на високочестотни сигнали, за да спести на основния метал, основният носител тел изработен от евтин стоманена сплав, която след това е покрита с тънък слой от мед. Благодарение на кожата ефект, токът протича по същество само чрез обвивка мед и стомана база отсъства. Това може значително да намали цената на проводници и кабели за високочестотни комуникации.