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导体中的电流趋肤效应的物理本质是什么?

电流 2024-07-10

一、导体中的电流趋肤效应的物理本质是什么?

导体中的电流趋肤效应的物理本质是高分子化合物几乎无挥发性,常温下常以固态或液态存在。

固态高聚物按其结构形态可分为晶态和非晶态。前者分子排列规整有序;而后者分子排列无规则。同一种高分子化合物可以兼具晶态和非晶态两种结构。大多数的合成树脂都是非晶态结构。组成高分子链的原子之间是以共价键相结合的,高分子链一般具有链型和体型两种不同的形状。

二、高频电流的趋肤效应?

交变电流通过导体时,由于感应引起导体截面上电流分布不均匀,愈近导体表面,电流密度越大。频率越高,越明显。

三、电流的趋肤效应和集肤效应?

一、电流的趋肤效应

趋肤效应(skin effect)即为当导体中有交流电或者交变电磁场时,导体内部的电流分布不均匀,电流集中在导体的“皮肤”部分;

也就是说电流集中在导体外表的薄层,越靠近导体表面,电流密度越大,导体内部实际上电流较小。结果使导体的电阻增加,使它的损耗功率也增加的现象。

趋肤效应还可用电磁波向导体中透入的过程加以说明。电磁波向导体内部透入时,因为能量损失而逐渐衰减。

二、电流的集肤效应

电流的集肤效应又叫趋肤效应,当交变电流通过导体时,电流将集中在导体表面流过,这种现象叫集肤效应。是电流或电压以频率较高的电子在导体中传导时,会聚集于总导体表层,而非平均分布于整个导体的截面积中。频率越高,趋肤效用越显著。 因为当导线流过交变电流时,在导线内部将产生与电流方向相反的电动势。由于导线中心较导线表面的磁链大,在导线中心处产生的电动势就比在导线表面附近处产生的电动势大。这样作用的结果,电流在表面流动,中心则无电流,这种由导线本身电流产生之磁场使导线电流在表面流动。 

集肤效应是电磁学 、涡流学(涡旋电流)的术语 。这种现象是由通电铁磁性材料 、靠近未通电的铁磁性材料 ,在未通电的铁磁性材料表面产生方向相反的磁场 ,有了磁场就会产生切割磁力线的电流 ,这个电流就是所谓的涡旋电流 。这个现象就是集肤效应 。在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。此外,为了削弱趋肤效应,在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线,这种多股线束称为辫线。在工业应用方面,利用趋肤效应可以对金属进行表面淬火。 

考虑到交流电的集肤效应,为了有效地利用导体材料和便于散热,发电厂的大电流母线常做成槽形或菱形母线;另外,在高压输配电线路中,利用钢芯铝绞线代替铝绞线,这样既节省了铝导线, 又增加了导线的机械强度,这些都是利用了集肤效应这个原理。 

集肤效应是在讯号线里`最基本的失真作用过程之一,也有可能是最容意被忽略误解的。与一般讯号线的夸大宣传所言,集肤效应并不会改变所有的高濒讯号,并且不会造成任何相关动能的损失,正好相反。集肤效应确实会因传导体的不同成分,在传递高濒讯号时,会有不连贯的现象。同样地,在陈旧的线束传导体上,集肤效应助长讯号电流在多条线束上的交互跳动,而对于声音造成刺耳的记号。

四、如何减小趋肤效应?

在中波段常用多股线,在短波和超短波段常将导线表面镀银,减小表面电阻。

五、什么是趋肤效应?

趋肤效应又叫集肤效应。当高频电流通过导体时,电流将集中在导体表面流通,这种现象称为趋肤效应。深槽笼式异步电动机就是利用这一原理来改善启动性能的

六、高频趋肤效应原理?

趋肤效应

当导体中有交流电或者交变电磁场时,导体内部的电流分布不均匀,电流集中在导体的“皮肤”部分,也就是说电流集中在导体外表的薄层,越靠近导体表面,电流密度越大,导体内部实际上电流较小。结果使导体的电阻增加,使它的损耗功率也增加。这一现象称为趋肤效应(skin effect)。

七、导线的趋肤效应?

导线具有趋肤效应是指高频率的交流电具有趋肤效应,而50HZ的交流电其趋肤效应并不显著。高压远距离输电采用高电压500KV,直流点方式,更不会考虑趋肤效应。但为了考虑输电线的强度是有钢芯铜电缆这类线的。

八、什么叫趋肤效应?

趋肤效应:当导体中有交流电或者交变电磁场时,导体内部的电流分布不均匀,电流集中在导体的“皮肤”部分,也就是说电流集中在导体外表的薄层,越靠近导体表面,电流密度越大,导体内部实际上电流较小。

结果使导体的电阻增加,使它的损耗功率也增加。这一现象称为趋肤效应。 趋肤效应的发展: 趋肤效应最早在1883年贺拉斯·兰姆的一份论文中提及,只限于球壳状的导体。1885年,奥利弗·赫维赛德将其推广到任何形状的导体。

趋肤效应使得导体的电阻随着交流电的频率增加而增加,并导致导线传输电流时效率减低,耗费金属资源。

在无线电频率的设计、微波线路和电力传输系统方面都要考虑到趋肤效应的影响。

九、趋肤效应产生的原因?

趋肤效应产生的根本原因是因为电磁感应。

趋肤效应有哪些应用呢?

1. 最常见的典范应用就是室外电视天线,室外电视天线接收的无线电波频率很高,一般达几百MHZ。这么高频率的电流信号,它的趋肤效应就非常明显。为了降低材料成本、减轻重量、满足趋肤效应,所以电视室外天线一般都是采用空心铝管制作而成。

2. 我们常用的电力电缆线有单股线和多股线,但是信号传输电缆线都是采用多股,这是因为信号电流频率一般都比较高,趋肤效应明显,为了增加电线表面积、提高利电线用率,所以信号传输电缆线都是采用多股线。

注意:趋肤效应并不是说导体中心没有电流。只是由于趋肤效应的作用,导体表面电流最多,越往导体中心电流越小。

一般来说在交流50HZ的频率下,趋肤效应的穿透深度大约为6mm。当导线直径大于12mm时,导体中心的电流几乎为零。所以你可以观察一下,低压电柜里的矩形母线排(铜排)厚度都不超过10mm。

十、趋肤效应计算公式?

当在感应线圈上施加高频电场后,部分空气电离产生的带电粒子做高速运动,二次碰撞气体原子,形成雪崩电离,并在垂直于磁场方向的截面上形成闭合环形涡流。根据等离子体涡流效应:

E=nФωsin((1)t)(1)

其中E为感应电动势,n为匝数,Ф为磁通量且满足Ф=BS,ω为交变电流频率。可知电流的频率越高,磁通变化率越大,感应电动势越大,涡流效果越显著,等离子体束越稳定。由于高频交变电流涡流效应的存在,等离子体束具有趋肤效应。趋肤效应穿透深度的计算公式为:

因此,当放电尖端的电压和交变电流的频率分别达到相关阈值时,能够发生具有良好稳定性和高电子密度的等离子。在高频高压下通过气体放电的方式可以稳定产生等离子体。