奧托,N.A.

[拼音]:qufu xiaoying

[英文]:skin effect

導體中的交變電流在趨近導體表面處電流密度增大的效應。在直長導體的截面上,恆定的電流是均勻分佈的。對於交變電流,導體中出現自感電動勢抵抗電流的通過。這個電動勢的大小正比於導體單位時間所切割的磁通量。以圓形截面的導體為例,愈靠近導體中心處,受到外面磁力線產生的自感電動勢愈大;愈靠近表面處則不受其內部磁力線消長的影響,因而自感電動勢較小。這就導致趨近導體表面處電流密度較大。由於自感電動勢隨著頻率的提高而增加,趨膚效應亦隨著頻率提高而更為顯著。趨膚效應使導體中通過電流時的有效截面積減小,從而使其有效電阻變大。

趨膚效應還可用電磁波嚮導體中透入的過程加以說明。電磁波嚮導體內部透入時,因為能量損失而逐漸衰減。當波幅衰減為表面波幅的e-1倍的深度稱為交變電磁場對導體的透入深度。以平面電磁波對半無限大導體的透入為例,透入深度為

式中ω為角頻率,γ為導體的電導率,μ為磁導率。可見透入深度的大小與

成反比。電磁波在導體中的波長為2

z0,趨膚效應是否顯著也可以由導體尺寸與其中電磁波波長的比較來判斷。如果導體的厚度較導體中這一波長大,趨膚效應就顯著。

對金屬零件進行高頻表面淬火,是趨膚效應在工業中應用的例項。

參考文章

什麼叫趨膚效應?運輸/通用