趨膚效應

趨膚效應又叫集膚效應,當交變電流通過導體時,電流將集中在導體表面流過,這種現象叫集膚效應。是電流或電壓以頻率較高的電子在導體中傳導時,會聚集於總導體表層,而非平均分布於整個導體的截面積中。

趨膚效應
原圖鏈接來自360搜索

中文名稱：趨膚效應

外文名稱：skin effect

別名；集膚效應

領域:物理學

概念:電流集中在導線外表薄層的現象

效應:導線的電阻變大，損耗功率增加

目錄

簡介

集膚效應又叫趨膚效應。集膚效應是在交流配電時發生於導線上的一個現象，即導線內的電流會集中到線路的表面，而不是均勻分布於導線內，就導線的橫切面來看，導線的核心部位將不會運載電流，即沒有電流流過，而只在導線周緣部分會有電流流通，簡單而言即是電流集中在導線的外膚部位傳導、流動，所以稱為集膚效應。

形成原理

當導體中有交流電或者交變電磁場時，導體內部的電流分布不均勻，電流集中在導體的「皮膚」部分，也就是說電流集中在導體外表的薄層，越靠近導體表面，電流密度越大，導體內部實際上電流較小。結果使導體的電阻增加，使它的損耗功率也增加。這一現象稱為趨膚效應（skin effect）。

在計算導線的電阻和電感時，假設電流是均勻分布於它的截面上。嚴格說來，這一假設僅在導體內的電流變化率（di/dt）為零時才成立。另一種說法是，導線通過直流（dc）時，能保證電流密度是均勻的。或者電流變化率很小，電流分布仍可認為是均勻的。對於工作於低頻的細導線，這一論述仍然是可確信的。

但在高頻電路中，電流變化率非常大，不均勻分布的狀態甚為嚴重。高頻電流在導線中產生的磁場在導線的中心區域感應出最大的電動勢。由於感應的電動勢在閉合電路中產生感應電流，在導線中心的感應電流最大。因為感應電流總是在減小原來電流的方向，它迫使電流只限於靠近導線外表面處。

趨膚效應產生的原因主要是變化的電磁場在導體內部產生了渦旋電場，與原來的電流相抵消。

應用

趨膚效應使導體的有效電阻增加。頻率越高，趨膚效應越顯著。當頻率很高的電流通過導線時，可以認為電流只在導線表面上很薄的一層中流過，這等效於導線的截面減小，電阻增大。既然導線的中心部分幾乎沒有電流通過，就可以把這中心部分除去以節約材料。因此，在高頻電路中可以採用空心導線代替實心導線。

此外，為了削弱趨膚效應，在高頻電路中也往往使用多股相互絕緣細導線編織成束來代替同樣截面積的粗導線，這種多股線束稱為辮線。在工業應用方面，利用趨膚效應可以對金屬進行表面淬火。

危害

電流將集中在導體表面通過,，導致導線傳輸電流時效率減低、產生銅損，進而使變壓器的溫度異常升高。

降低集膚效應

主要看繞組電流的大小，但絕對不是電流大，線徑就加粗，因為線徑粗了之後，集膚效應加劇，渦流損耗大大增加。所以功率越大，應該是使用多股線並繞，增大導線的截面積以降低導體的集膚效應。具體每根線徑是多少，要通過詢問廠家導線的材料特性，計算確定。

因此通過導體的集膚效應，我們可以看出，並不是做大電流的變壓器僅僅增大導體的線徑就可以了。而是通過使用多股線，增大導體的截面來確保產品質量。多股線並繞，不僅能減少產品的集膚效應，也可以降低漏感及分布電容。

相關視頻

1、趨膚效應的原理

2、良導體的集膚效應