表面效应和邻近效应

导体对直流电的电阻由著名的公式 ro =ρl / S 确定。

这个电阻也可以通过知道恒定电流 IО 和功率 PO 的大小来确定：

ro = PO / AzO2

事实证明，在交流电路中，同一导体的电阻r大于恒流电阻：r>rО

该电阻 r 与直流电阻 rO 相反，称为有源电阻。导线电阻增加的原因是，在交流电的情况下，导线横截面上不同点的电流密度不同。我有导体表面，电流密度比直流高，中心小。

在高频下，不规则现象非常明显，以至于导体横截面显着中心纯度处的电流密度几乎为零。电流仅在表层通过，这就是为什么这种现象称为表面效应。

因此，表面效应导致电流流过的导体的横截面（有效横截面）减小，因此与直流电阻相比，其电阻增加。

为了解释表面效应的原因，想象一个圆柱形导体（图 1），它由大量相同横截面的基本导体组成，彼此靠近并排列成同心层。

这些电线对直流电的电阻，由公式 ρl / S 得出，将是相同的。

米。 1. 圆柱形导体的磁场。

交流电流在每根电线周围产生交变磁场（图 1）。显然，靠近轴线的基本导体被大磁通面导体包围，因此前者的电感和感抗比后者大。

在沿轴和表面位于长度为 l 的基元线末端的相同电压下，第一个中的电流密度小于第二个中的电流密度。

随着导体直径d、材料的电导率γ、材料的磁导率μ和交流频率的增加，沿导体轴线和沿导体周边的电流密度差v增加。

导体的有效电阻 r 与其电阻 at 之比。直流电rО称为集肤效应系数，用字母ξ(xi)表示，因此，系数ξ可由图1的曲线确定。图 2 显示了 ξ 对乘积 d 和 √γμμое 的依赖性。

米。 2. 趋肤效应系数测定图表。

计算此乘积时，d 应以 cm 表示，γ — 1 / ohm-cm，μo — v gn/ cm 和 f = Hz。

一个例子。需要确定趋肤效应系数，因为 I 是直径为 d= 11.3 mm (S = 100 mm2) 的铜导体，频率为 f = 150 Hz。

好工作。

根据图中的图表。 2 我们发现 ξ = 1.03

由于相邻导体中电流的影响，也会出现导体中电流密度不均的情况。这种现象称为邻近效应。

考虑两个平行导体中同向电流的磁场，很容易证明属于不同导体的那些基本导体，它们彼此相距最远，连接的磁通量最小，因此它们中的电流密度是最高的。如果平行导线中的电流具有不同的方向，则可以表明在属于彼此最接近的不同导线的那些基本导线中观察到高电流密度。