Felszíni hatása a vezetőben
Elektrotechnikai berendezések: Az alapok
Felszíni hatása a karmester. Skin hatás. Frekvencia tulajdonságait.
Váltakozó áram kíséri elektromágneses jelenségek vezetnek az elmozdulás a elektromos töltések a központi vezető a kerületén. Ezt a hatást nevezzük - felületi hatás, vagy a bőr hatás. Ennek eredményeként ez a hatás az áram értéke nem egyenletes. A periférián az áram nagyobb mértékű, mint a központban. Ez annak köszönhető, hogy a különbségek a sűrűsége a szabad töltéshordozók a merőleges keresztmetszete a vezeték relatív az aktuális irányba.
áram behatolási mélység szerint határozzuk meg a kifejezést:
A fenti képlet alkalmazásával a réz kapjuk, hogy a jelenlegi 50 Hz frekvencián a behatolási mélysége mintegy 9,2 mm. Gyakorlatilag ez azt jelenti, hogy miután egy vezetőt egy kör keresztmetszetű, amelynek sugara nagyobb, mint 9,2 mm, a jelenlegi a középső vezeték hiányzik, mert nem lesz szabad töltéshordozók.
Minél nagyobb a frekvencia a jelenlegi, annál kisebb a behatolási mélység. Növelése az aktuális frekvencia kétszer csökkenését eredményezi a behatolási mélysége a négyzetgyök kettőnél. Ha a frekvencia a jelenlegi növekedés 10-szer, illetve a behatolási mélység csökken a gyökér 10-szer.
A grafikon az aktuális forgalmazás.
A grafikon egyértelműen mutatja az eloszlását áramsűrűség J egy vezetőben kör keresztmetszetű (henger). Kívül a behatolási mélysége az áramsűrűség nulla vagy elhanyagolható, mert ezeken a helyeken nincs szabad elektronok a vezető. A jelenlegi ezen a vidéken hiányzik.
Ha a központ a vezeték nélküli áram, távolítsa vezető anyagból, megkapjuk egy üreges vezeték formájában egy cső (csőszerű). A vezető jellemzőit nem változtatja, mert mind a jelenlegi, és nem volt ellenállás, mint egy karmester nem fog változni, de változhat jellemzők, mint a tekercs és kondenzátor a vezető.
ellenállása a karmester a váltakozó áramú nem csak attól függ a vezető anyag, hanem az aktuális frekvencia. Nagyfrekvenciákon miatt bőr hatását. az összes áram kezd folyni szinte a szegélyhuzal, ahol érintkezik a külső, nem-vezető közeg.
Gyakorlati alkalmazása a bőr hatás.
A eloszlása áramsűrűség egy vezetőben gyakorisága szerint a jelenlegi lehetővé teszi egy vezeték továbbítja az elektromos jeleket a különböző frekvenciákon. egy nagyfrekvenciás jelek közlekednek a külső sugár (több) vezető, és a jeleket a frekvenciája kisebb sugarú. Az eredmény olyasmi, mint egy réteg torta a hengeres alakú, ahol a töltelék elosztott gömb. Minden típusú töltés - ez olyan, mint egy különálló aktuális frekvencia.
Tekintettel a jelenlegi behatolási mélység különböző frekvenciákon, ha szükséges vezeték, amelynek sugara nagyobb, mint a behatolási mélység, célszerű használni többeres kábelt. Tegyük fel, hogy az 50 Hz frekvenciájú áram, a határ sugara körülbelül 9 mm, ami azt jelenti, hogy nincs értelme, hogy kihasználják szerves karmester sugara nagyobb, mint 9 mm. Ez nem lesz a vezetőképesség nő, mert a jelenlegi a középső vezeték hiányzik, ami nem hatékony felhasználása a drága réz. Ez az, amiért a nagy részét alkalmazni sodort vezetékek és kábelek.
Amikor továbbító nagyfrekvenciás jelet, annak érdekében, hogy mentse a nemesfémből, a fő vezetéket hordozó készült olcsó acélötvözetből, amelyet azután bevonunk egy vékony réteg réz. Miatt bőr hatás, az áram lényegében csak a réz köpeny, és egy acél bázis nincs jelen. Ez jelentősen csökkenti a költségeit a vezetékek és kábelek nagyfrekvenciás kommunikációt.