Скин-эффект: различия между версиями
[непроверенная версия] | [непроверенная версия] |
Aibot (обсуждение | вклад) м робот добавил: uk:Скін-ефект |
Gusa (обсуждение | вклад) |
||
Строка 13: | Строка 13: | ||
== Примеры == |
== Примеры == |
||
Глубина слоя проводника, в котором напряженность электрического поля уменьшается в e раз(2,71828), называется толщиной скин-слоя. Зависимость толщины скин-слоя от частоты для [[медь|медного]] проводника приведена в таблице. |
|||
{| class="wikitable" |
{| class="wikitable" |
||
|- |
|- |
||
Строка 33: | Строка 33: | ||
<math>d_{skin}=c\sqrt{2\frac{\epsilon_0}{\omega\mu_m}\rho}</math> |
<math>d_{skin}=c\sqrt{2\frac{\epsilon_0}{\omega\mu_m}\rho}</math> |
||
Здесь <math>\rho</math> — [[Удельное сопротивление]], c — скорость света, <math>\mu_m</math> — относительная магнитная проницаемость (равна единице для неферромагнетиков — меди, серебра, и т.п.), <math>\omega=2\pi*f</math>. |
Здесь <math>\epsilon 0</math> — абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума (8,85419E-12 Ф/м), <math>\rho</math> — [[Удельное сопротивление]], c — скорость света, <math>\mu_m</math> — относительная магнитная проницаемость (равна единице для неферромагнетиков — меди, серебра, и т.п.), <math>\omega=2\pi*f</math>. |
||
Все величины выражены в системе [[СИ]]. |
Все величины выражены в системе [[СИ]]. |
||
Версия от 15:08, 12 ноября 2008
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.
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.
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.
Применение эффекта
На скин-эффекте основано действие взрывомагнитных генераторов (ВМГ), взрывомагнитных генераторов частоты (ВМГЧ) и в частности ударно-волновых излучателей (УВИ).
Примеры
Глубина слоя проводника, в котором напряженность электрического поля уменьшается в e раз(2,71828), называется толщиной скин-слоя. Зависимость толщины 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).
Здесь — абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума (8,85419E-12 Ф/м), — Удельное сопротивление, c — скорость света, — относительная магнитная проницаемость (равна единице для неферромагнетиков — меди, серебра, и т.п.), . Все величины выражены в системе СИ.
Это заготовка статьи по физике. Помогите Википедии, дополнив её. |