趋肤效应

趋肤效应又叫集肤效应,当交变电流通过导体时,电流将集中在导体表面流过,这种现象叫集肤效应。是电流或电压以频率较高的电子在导体中传导时,会聚集于总导体表层,而非平均分布于整个导体的截面积中。

趋肤效应
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中文名称：趋肤效应

外文名称：skin effect

别名；集肤效应

领域:物理学

概念:电流集中在导线外表薄层的现象

效应:导线的电阻变大，损耗功率增加

目录

简介

集肤效应又叫趋肤效应。集肤效应是在交流配电时发生于导线上的一个现象，即导线内的电流会集中到线路的表面，而不是均匀分布于导线内，就导线的横切面来看，导线的核心部位将不会运载电流，即没有电流流过，而只在导线周缘部分会有电流流通，简单而言即是电流集中在导线的外肤部位传导、流动，所以称为集肤效应。

形成原理

当导体中有交流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体的“皮肤”部分，也就是说电流集中在导体外表的薄层，越靠近导体表面，电流密度越大，导体内部实际上电流较小。结果使导体的电阻增加，使它的损耗功率也增加。这一现象称为趋肤效应（skin effect）。

在计算导线的电阻和电感时，假设电流是均匀分布于它的截面上。严格说来，这一假设仅在导体内的电流变化率（di/dt）为零时才成立。另一种说法是，导线通过直流（dc）时，能保证电流密度是均匀的。或者电流变化率很小，电流分布仍可认为是均匀的。对于工作于低频的细导线，这一论述仍然是可确信的。

但在高频电路中，电流变化率非常大，不均匀分布的状态甚为严重。高频电流在导线中产生的磁场在导线的中心区域感应出最大的电动势。由于感应的电动势在闭合电路中产生感应电流，在导线中心的感应电流最大。因为感应电流总是在减小原来电流的方向，它迫使电流只限于靠近导线外表面处。

趋肤效应产生的原因主要是变化的电磁场在导体内部产生了涡旋电场，与原来的电流相抵消。

应用

趋肤效应使导体的有效电阻增加。频率越高，趋肤效应越显著。当频率很高的电流通过导线时，可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过，这等效于导线的截面减小，电阻增大。既然导线的中心部分几乎没有电流通过，就可以把这中心部分除去以节约材料。因此，在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。

此外，为了削弱趋肤效应，在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线，这种多股线束称为辫线。在工业应用方面，利用趋肤效应可以对金属进行表面淬火。

危害

电流将集中在导体表面通过,，导致导线传输电流时效率减低、产生铜损，进而使变压器的温度异常升高。

降低集肤效应

主要看绕组电流的大小，但绝对不是电流大，线径就加粗，因为线径粗了之后，集肤效应加剧，涡流损耗大大增加。所以功率越大，应该是使用多股线并绕，增大导线的截面积以降低导体的集肤效应。具体每根线径是多少，要通过询问厂家导线的材料特性，计算确定。

因此通过导体的集肤效应，我们可以看出，并不是做大电流的变压器仅仅增大导体的线径就可以了。而是通过使用多股线，增大导体的截面来确保产品质量。多股线并绕，不仅能减少产品的集肤效应，也可以降低漏感及分布电容。

相关视频

1、趋肤效应的原理

2、良导体的集肤效应