Скин-эффект: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
[непроверенная версия][непроверенная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Строка 12: Строка 12:
На скин-эффекте основано действие взрывомагнитных генераторов (ВМГ), взрывомагнитных генераторов частоты (ВМГЧ) и в частности [[ударно-волновой излучатель|ударно-волновых излучателей (УВИ)]].
На скин-эффекте основано действие взрывомагнитных генераторов (ВМГ), взрывомагнитных генераторов частоты (ВМГЧ) и в частности [[ударно-волновой излучатель|ударно-волновых излучателей (УВИ)]].


== Глубина скин-слоя ==
== 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.
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 [[медь|медного]] проводника приведена в таблице.
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|-
|-

Версия от 15:13, 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).

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).

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.