表面效應和鄰近效應

導體對直流電的電阻由眾所周知的公式 ro =ρl / S 確定。

這個電阻也可以通過知道恆定電流 IО 和功率 PO 的大小來確定：

ro = PO / AzO2

事實證明，在交流電路中，同一導體的電阻r大於恆流電阻：r>rО

該電阻 r 與直流電阻 rO 相反，稱為有源電阻。導線電阻增加的原因是，在交流電的情況下，導線橫截面上不同點的電流密度不同。我有導體表面，電流密度比直流高，中心小。

在高頻下，不規則現象非常明顯，以至於導體橫截面顯著中心純度處的電流密度幾乎為零。電流僅在表層通過，這就是為什麼這種現象稱為表面效應。

因此，表面效應導致電流流過的導體的橫截面（有效橫截面）減小，因此與直流電阻相比，其電阻增加。

為了解釋表面效應的原因，想像一個圓柱形導體（圖 1），它由大量相同橫截面的基本導體組成，彼此靠近並排列成同心層。

這些電線對直流電的電阻，由公式 ρl / S 得出，將是相同的。

米。 1. 圓柱形導體的磁場。

交流電流在每根電線周圍產生交變磁場（圖 1）。顯然，靠近軸線的基本導體被大磁通面導體包圍，因此前者的電感和感抗比後者大。

在沿軸和表面位於長度為 l 的基元線末端的相同電壓下，第一個中的電流密度小於第二個中的電流密度。

隨著導體直徑d、材料的電導率γ、材料的磁導率μ和交流頻率的增加，沿導體軸線和沿導體周邊的電流密度差v增加。

導體的有效電阻 r 與其電阻 at 之比。直流電rО稱為集膚效應係數，用字母ξ(xi)表示，因此，係數ξ可由圖1的曲線確定。圖 2 顯示了 ξ 對乘積 d 和 √γμμое 的依賴性。

米。 2. 趨膚效應係數測定圖表。

計算此乘積時，d 應以 cm 表示，γ — 1 / ohm-cm，μo — v gn/ cm 和 f = Hz。

一個例子。需要確定趨膚效應係數，因為 I 是直徑為 d= 11.3 mm (S = 100 mm2) 的銅導體，頻率為 f = 150 Hz。

好工作。

根據圖中的圖表。 2 我們發現 ξ = 1.03

由於相鄰導體中電流的影響，也會出現導體中電流密度不均的情況。這種現象稱為鄰近效應。

考慮兩個平行導體中同向電流的磁場，很容易證明屬於不同導體的那些基本導體，它們彼此相距最遠，連接的磁通量最小，因此它們中的電流密度是最高的。如果平行導線中的電流具有不同的方向，則可以表明在屬於彼此最接近的不同導線的那些基本導線中觀察到高電流密度。