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集肤效应的原理

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【摘要】:
集肤效应的原理 表示了集肤效应的产生过程。图中给出的是载流导体纵向的剖面图,当导体流过电流(如图中箭头方向)时,由右手螺旋法则可知,产生的感应磁动势…

集肤效应的原理

表示了集肤效应的产生过程。图中给出的是载流导体纵向的剖面图,当导体流过电流(如图中箭头方向)时,由右手螺旋法则可知,产生的感应磁动势为逆时针方向,产生进入和离开剖面的磁力线。如果导体中的电流增加,则由于电磁感应效应,导体中产生如图所示方向的涡流。由图可知:涡流的方向加大了导体表面的电流,抵消了中心线电流,这样作用的结果是电流向导体表面聚集,故称为集肤效应。在此引进一个集肤深度〈skindepth〉的概念,此深度的电流密度大小恰好为表面电流密度大小的1/e倍:

一般用集肤深度Δ来表示集肤效应,其表达式为:

高频导体电路密度分布图

高频时的导体电流密度分布情形,大致如图1.2所示,由表面向中心处的电流密度逐渐减小。

由上图及式1.1可知,当频率愈高时,临界深度将会愈小,结果造成等效阻值上升。因此在高频时,电阻大小随着频率而变的情形,会必须加以考虑进去。