Kesan permukaan dan kesan kedekatan

Rintangan konduktor kepada arus terus ditentukan oleh formula terkenal ro =ρl / S.

Rintangan ini juga boleh ditentukan dengan mengetahui magnitud arus malar IО dan kuasa PO:

ro = PO / AzO2

Ternyata dalam litar arus ulang alik, rintangan r konduktor yang sama adalah lebih besar daripada arus pemalar rintangan: r> rО

Rintangan r ini berbeza dengan rintangan arus terus rO dan dipanggil rintangan aktif. Peningkatan rintangan wayar dijelaskan oleh fakta bahawa dengan arus ulang alik, ketumpatan arus tidak sama pada titik yang berbeza dalam keratan rentas wayar. Saya mempunyai permukaan konduktor, ketumpatan arus lebih tinggi daripada arus terus, dan pusatnya lebih kecil.

Pada frekuensi tinggi, penyimpangan kelihatan begitu ketara sehingga ketumpatan arus dalam ketulenan pusat yang ketara bagi keratan rentas konduktor adalah praktikal sifar., arus hanya melalui lapisan permukaan, itulah sebabnya fenomena ini dipanggil kesan permukaan.

Oleh itu, kesan permukaan membawa kepada pengurangan keratan rentas konduktor di mana arus mengalir (keratan rentas aktif), dan oleh itu kepada peningkatan rintangannya berbanding dengan rintangan arus terus.

Untuk menerangkan punca kesan permukaan, bayangkan konduktor silinder (Rajah 1), yang terdiri daripada sebilangan besar konduktor asas keratan rentas yang sama, berdekatan antara satu sama lain dan disusun dalam lapisan sepusat.

Rintangan wayar ini kepada arus terus, yang ditemui oleh formula ρl / S akan sama.

nasi. 1. Medan magnet konduktor silinder.

Arus elektrik berselang-seli mencipta medan magnet berselang-seli di sekeliling setiap wayar (Rajah 1). Jelas sekali, konduktor asas yang terletak lebih dekat dengan paksi dikelilingi oleh konduktor permukaan fluks magnet yang besar, oleh itu yang pertama mempunyai kearuhan dan tindak balas induktif yang lebih tinggi daripada yang kedua.

Pada voltan yang sama di hujung wayar asas dengan panjang l terletak di sepanjang paksi dan di permukaan, ketumpatan arus pada yang pertama adalah kurang daripada yang kedua.

Perbezaan v ketumpatan arus sepanjang paksi dan sepanjang pinggir konduktor bertambah dengan peningkatan diameter konduktor d, kekonduksian bahan γ, kebolehtelapan magnet bahan μ dan frekuensi AC.

Nisbah rintangan aktif konduktor r kepada rintangannya di. arus terus rО dipanggil pekali kesan kulit dan dilambangkan dengan huruf ξ (xi), oleh itu, pekali ξ boleh ditentukan daripada graf dalam rajah. 2, yang menunjukkan pergantungan ξ pada produk d dan √γμμое.

nasi. 2. Carta untuk menentukan pekali kesan kulit.

Apabila mengira produk ini, d hendaklah dinyatakan dalam cm, γ — dalam 1 / ohm-cm, μo — v gn/ cm dan f = dalam Hz.

Satu contoh. Ia adalah perlu untuk menentukan pekali kesan kulit untuk I adalah konduktor kuprum dengan diameter d= 11.3 mm (S = 100 mm2) pada frekuensi f = 150 Hz.

Syabas.

Mengikut graf dalam rajah. 2 kita dapati ξ = 1.03

Ketumpatan arus yang tidak sama dalam konduktor juga berlaku disebabkan oleh pengaruh arus dalam konduktor jiran. Fenomena ini dipanggil kesan kedekatan.

Memandangkan medan magnet arus dalam arah yang sama dalam dua konduktor selari, adalah mudah untuk menunjukkan bahawa konduktor asas yang dimiliki oleh konduktor yang berbeza, yang paling jauh antara satu sama lain, disambungkan dengan fluks magnet terkecil, oleh itu ketumpatan arus di dalamnya. adalah yang tertinggi. Jika arus dalam wayar selari mempunyai arah yang berbeza, maka dapat ditunjukkan bahawa ketumpatan arus yang tinggi diperhatikan dalam wayar asas yang dimiliki oleh wayar berbeza yang paling hampir antara satu sama lain.