趋肤效应对高频电流的影响？

Question

如题所述

Answer 1

趋肤效应（
skin
effect），在“GB/T
2900.1-2008　电工术语　基本术语”中定义如下：由于导体中交流电流的作用，靠近导体表面处的电流密度大于导体内部电流密度的现象。
　　注1：随着电流频率的提高，趋肤效应使导体的电阻增大，电感减小；
　　注2：在更一般的情况下，任何随时间变化的电流都产生趋肤效应。
趋肤效应实际上是涡流的体现，涡流是电磁感应的一种体现方式，但是，某些文献简单的认为，由于电流流过导体时，导体中心处的磁感应强度大，因电磁感应产生的感应电动势大，根据楞次定理，感应电动势将阻碍电流的变化，这种说法是错误的。
趋肤效应使导线通过交变电流的有效截面积减小了，导线的电阻增大了。
　　趋肤效应下导体的等效电阻变化了，这个等效电阻，称为交流电阻，交流电阻与电流的频率有关，频率越高，交流电阻越大。
趋肤效应的不利
　　传输交流电流时，由于趋肤效应的影响，导致导线的等效电阻增加，损耗增大。
1、趋肤效应对于高频电流的传输影响甚大。对于传输高频电流的导线，通常采用下述方法改善其传输性能：
　　a、既然趋肤效应使电流趋于表面流动，那么，相同截面积的导线，表面积越大，等效电阻越小，因此，利用互相绝缘的多根细导线代替单根实心导线，可以改善降低导线的交流电阻。
　　b、既然趋肤效应使电流趋于表面流动，那么，将其表面镀银或镀金，降低表面电阻，可以改善导线的交流电阻。
　　c、既然趋肤效应使电流趋于表面流动，那么，将其制作成空心导线，其导电效果与实心导线基本相当，但是，可以节省材料。
2、对传输工频大电流不利
　　为了传输更大的电流，对于大电流传输，通常导体截面积较大，远离表面的中心处，电流密度还是会明显减小，因此，传输交流大电流的导体，通常制作成截面积为长方形，而不是圆形或正方形，并且，一般不能太厚，对于50Hz的工频交流电，导体为铜，其趋肤深度约8mm，这样，对于厚度大于16mm的铜排，其中心层电流密度已经非常小了，因此，用于传输工频电流的铜排的厚度一般小于12mm。