Скин-эффект.html

Скин-эффект (поверхностный эффект) — эффект затухания электромагнитных волн по мере их проникновения в глубь проводящей среды. В результате этого эффекта, например, переменный ток, при протекании по проводнику распределяется не равномерно по сечению, а преимущественно в поверхностном слое.

править Причины эффекта

Скин-эффект вызван возникновением вихревых токов в проводящей среде при распространении через неё электромагнитной волны. В результате этого в среде возникают потери энергии, что приводит к уменьшению напряжённостей электрического и магнитного полей и плотности тока, т. е. к затуханию волны.

править Борьба с эффектом

С увеличением частоты переменного тока скин-эффект проявляется всё более явно, что заставляет учитывать его при конструировании и расчётах электрических схем, работающих на высоких и сверхвысоких частотах. Например, вместо обычных медных проводов могут применяться медные провода, покрытые тонким слоем серебра. Серебро обладает наибольшей проводимостью среди всех металлов, и тонкий его слой, в котором благодаря скин-эффекту и протекает бо́льшая часть тока, оказывает сильное влияние на общее сопротивление проводника. Несмотря на применение метода в аудиоаппаратуре, он очень спорный, так как частоты в аудиоаппаратуре существенно меньше тех, на которых этот эффект может проявиться, а удельные сопротивления меди и серебра отличаются менее чем на 5%.

В высокомощных генераторах переменного тока обмотка делается не из проводов, а из трубок, через которые пропускается жидкий водород для охлаждения.

править Применение эффекта

На скин-эффекте основано действие взрывомагнитных генераторов (ВМГ), взрывомагнитных генераторов частоты (ВМГЧ) и в частности ударно-волновых излучателей (УВИ).

править Глубина скин-слоя

Глубина слоя проводника, в котором напряженность электрического поля уменьшается в e раз (2,71828), называется глубиной скин-слоя. Зависимость глубины скин-слоя от частоты для медного проводника приведена в таблице.

частота	d
60 Гц	8,57 мм
10 кГц	0,66 мм
100 кГц	0,21 мм
1 МГц	66 мкм
10 МГц	21 мкм

Формула для расчёта глубины скин-слоя в металле (приближённая).

$d_{skin}=c\sqrt{2\frac{\epsilon_0}{\omega\mu_m}\rho}$

Здесь $ε 0$ — абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума (8,85419E-12 Ф/м), $ρ$ — удельное сопротивление, c — скорость света, $μ m$ — относительная магнитная проницаемость (близка к единице для пара- и диамагнетиков — меди, серебра, и т.п.), $ω = 2π * f$ . Все величины выражены в системе СИ.

Это незавершённая статья по физике. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её.

All zaslony • Grzyby • Imiennik • Imiennik • Imiennik • Imiennik • decoupage papier • robótki na szydełku • wzory szydełkowe • Artykuł • Artykuł • Artykuł • papierowe robótki ręczne • proste wzory na szydelku • kartki Right Reserved © 2007, Designed by Stylish Blog.