集肤效应.doc

集肤效应整理:王文雄——080811趋肤效应---又叫集肤效应,当高频电流通过导体时,将集中在导体表面流通,这种现象只与电流的频率有关,同电压没关系,为了解决此问题将导线改为细丝多股制成。将导线改为多股细丝是为了增大导体的表面积,集肤效应只跟电流的频率有关。比如:收音机的磁棒天线就是用多股的细纱线绕制,就是为了增强接收信号的能力。当交变电流通过导线时,电流密度在导线横截面上的分布是不均匀的,并随着电流变化频率的升高,电流将越来越集中于导线的表面附近,导线内部的电流却越来越小的现象称为趋肤效应。引起趋肤效应的原因就是涡流。涡流i的方向在导体内部总与电流I变化趋势相反,阻碍I变化,在导体表面附近,却与I变化趋势相同。交变电流不易在导体内部流动,而易于在导体表面附近流动,形成趋肤效应。集肤效应又叫趋肤效应,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。频率越高,趋肤效用越显著。因为当导线流过交变电流时,在导线内部将产生与电流方向相反的电动势。由于导线中心较导线表面的磁链大,在导线中心处产生的电动势就比在导线表面附近处产生的电动势大。这样作用的结果,电流在表面流动,中心则无电流,这种由导线本身电流产生之磁场使导线电流在表面流动。集肤效应是电磁学涡流学(涡旋电流)的术语这种现象是由通电铁磁性材料靠近未通电的铁磁性材料在未通电的铁磁性材料表面产生方向相反的磁场有了磁场就会产生切割磁力线的电流这个电流就是所谓的涡旋电流这个现象就是集肤效应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。考虑到交流电的集肤效应,为了有效地利用导体材料和便于散热,发电厂的大电流母线常做成槽形或菱形母线;另外,在高压输配电线路中,利用钢芯铝绞线代替铝绞线,这样既节省了铝导线,又增加了导线的机械强度,这些都是利用了集肤效应这个原理。集肤效应是在讯号线里`最基本的失真作用过程之一,也有可能是最容意被忽略误解的。与一般讯号线的夸大宣传所言,集肤效应并不会改变所有的高濒讯号,并且不会造成任何相关动能的损失,正好相反。集肤效应确实会因传导体的不同成分,在传递高濒讯号时,会有不连贯的现象。同样地,在陈旧的线束传导体上,集肤效应助长讯号电流在多条线束上的交互跳动,而对于声音造成刺耳的记号。亦称为“集肤效应”。交变电流通过导体时,由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀,愈近导体表面电流密度越大。这种现象称“趋肤效应”。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。集肤效应,就是电流通过导线时会在导体产生磁场,由于磁场作用是电流集中的导体的表面通过。这种现象主要表现在60khz以上的频率,低于这个频率只要导体的截面积不是太大都不会表现的太明显。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。载流导线要产生磁场。首先研究单根导线磁场。载流导线总是两条线,假设电流得回流线相距非常远,回流线磁场不会对单根载流导线得磁场产生影响。如果流过导线得电流是直流或低频电流i,在导线内和导线得周围将产生磁场b,磁场从导体中心向径向方向扩展开来。在导体中心点,磁场包围得电流为零,磁场也为零;由中心点向径向外延伸时,包围得电流逐渐加大,磁场也加强,当达到导体表面时,包围了全部电流,磁场也最强(h=i/πd,d为导线直径)。在导体外面,包围得电流不变,离开导线中心越远,磁场也越弱。得沿导线长度得横截面,低频电流在整个截面上均匀分布。当导体通过高频电流i时,变化得电流就要在导体内和导体外产生变化得磁场垂直于电流方向。根据电磁感应定律,高频磁场在导体内沿长度方向得两个平面l和n产生感应电势。此感应电势在导体内整个长度方向产生得涡流阻止磁通得变化。这样主电流和涡流之和在导线表面加强,越向导线中心越弱,电流趋向于导体表面。这就是集肤效应在微波频率时,导体的电流密度将不会是平均分布于整个导体内部,而是在表面附近有较大