Сопротивление проводников на высоких частотах

При высоких частотах электрического тока наблюдается неравномерное распределение электрического тока по сечению проводника (максимальная плотность тока на поверхности и уменьшается вглубь проводника). Это получило название поверхностного эффекта или «скин-эффекта». Объясняется это действием на проводник своего же магнитного поля.

Изменение магнитного потока ведет к появлению э.д.с. самоиндукции, которая имеет направление противоположное току в проводе и тормозит его изменение согласно закону Ленца. Так как потокосцепление максимально в центре проводника, здесь же максимум э.д.с. самоиндукции, что приводит к ослаблению тока в его центральных частях.

С увеличением частоты тока «вытеснение» его к поверхности увеличивается. Усиливает этот эффект увеличение магнитной проницаемости и удельной проводимости материала. Можно рассчитать плотность тока на глубине z по уравнению:

,

где - плотность тока на поверхности, - глубина проникновения поля в проводник. При высоких частотах во всех сечениях, кроме небольшого поверхностного слоя ~ 0. В связи с этим на переменном токе > на постоянном. Коэффициент увеличения сопротивления материала:

,

где - толщина поверхностного слоя. может достигать 1000.

ПОВЕРХНОСТНЫЙ ЭФФЕКТ. Скин – эффект – неравномерное распределение интенсивности (плотности) переменного электрич. Тока посечению провода или магн. Потока по сечению магнитопровода (интенсивность уменьшается в направленииот поверхности провода или магнитопровода к его центр, части). Степень неравномерности растет сувеличением частоты тока или магн. потока, площади сечения провода или магнитопровода, проводимости имагн. Проницаемости материала. П. э. приводит к увеличению сопротивления провода перем. Току посравнению с сопротивлением пост. Току и к размагничиванию магнитопровода вихревыми токами.