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集肤效应的概念、产生原因与实验

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【摘要】:
  集肤效应,它是一种现象,是对导体中的交流电流而言,一般来讲,靠近导体表面处的电流密度要大于导体内部的电流密度。如果提高电流频率,由于集肤效应,会…

  集肤效应,它是一种现象,是对导体中的交流电流而言,一般来讲,靠近导体表面处的电流密度要大于导体内部的电流密度。如果提高电流频率,由于集肤效应,会使导体的电阻增大,电感减小。

  那具体如何进行解析呢?

  在直长导体的截面上,恒定电流是均匀分布的。而对于交变电流,导体中会出现自感电动势,来抵抗电流的通过,这个电动势的大小正比于导体单位时间内所切割的磁通量。导体愈靠近表面的地方,因不受内部磁力线的影响,所以自感电动势较小,这样就会导致趋近导体表面处的电流密度较大。

  自感电动势是随频率的提高而增加的,因此集肤效应也会这样,从而使得导体中通过电流时的有效截面积减小,有效电阻变大。

  介绍了集肤效应的概念与产生原因,那接下来,介绍一下集肤效应的实验。

  实验器材:趋肤效应演示仪,小灯泡两只,6—8伏,0.5安。

  实验原理:当交流电流通过导体时,随着频率的增加,导体横截面上的电流分布会越来越向导体表面集中,所以,接在导体表皮上的小灯泡要比接在导体中间的小灯泡亮的多。

  实验操作为:

  (1)将高低频率开关打到低频档。

  (2)接通电源,应看到此时支架上两个小指示灯一样亮。

  (3)再将高低频率开关打到高频档,注意观察此时支架上两个小灯泡的亮度情况,应是明显不同,这现象即显示高频电路导体中间与表面电流密度分布不一样。

  (4)实验后,关闭电源。

  注意事项:实验结束后,把高低频率开关打到低频档上。

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