第6节 What Is the Skin Effect? (修订中)

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# 1. 电气工程中铜的表皮深度

如前所述,趋肤效应是指交流电倾向于避免穿过固体[导体](https://www.allaboutcircuits.com/video- (opens new window)

这有效地限制了可用于承载交变电子流的导体横截面积,从而将该导体的电阻 (opens new window)增加至高于直流电的正常电阻值:

趋肤效应:趋肤深度随着频率的增加而减小。

趋肤效应:趋肤深度随着频率的增加而减小。

导体在使用中的所有横截面积的电阻称为“直流电阻”。同一导体的“交流电阻”是指由于趋肤效应而产生的较高数值。

如您所见,在高频下,交流电流避免了穿过导体的大部分横截面积。为了传导电流,电线也可能是空心的!

# 2. 射频应用中的空心导体

在某些无线电应用(最显著的天线)中,这种效应被利用了。既然射频 (“RF”) 交流电流无论如何都不会通过导体的中间,为什么不直接使用空心金属棒代替实心金属线 (opens new window)来节省重量和成本呢?(见下图。)

由于这个原因,大多数天线结构和射频功率导体都是由空心金属管制成的。

在下图中,您可以看到 50 kW 无线电发射电路中使用的一些大型电感器。电感器是涂有银的空心铜管,在管的“皮肤”处具有出色的导电性:

由空心管制成的大功率电感器。

由空心管制成的大功率电感器。

# 3. 线规如何影响频率和有效电阻

频率对实心导线有效电阻的影响程度受该导线规格的 (opens new window)影响。通常,在任何给定频率下,大规格电线比小规格电线表现出更明显的趋肤效应(直流电阻变化)。

在高频(大于 1 MHz)下近似趋肤效应的公式如下:

下表给出了各种圆线尺寸的“k”系数的近似值。各种 AWG 线尺寸的“k”系数。

规格尺寸k因子规格尺寸k因子
4/0124.5834.8
2/099.01027.6
1/088.01417.6
269.81810.9
455.5226.86
647.9--

例如,一根 10 号线的直流端到端电阻为 25 Ω,在 10 MHz 频率下的交流(有效)电阻为 2.182 kΩ:

直流端对端电阻

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# 4. 总目录

Last Updated: 6/16/2022, 1:34:32 PM