Mi a bőrhatás és hol alkalmazzák a gyakorlatban?

  • Dec 14, 2020
click fraud protection

Az elektrotechnika minden szerelmének legalább egyszer hallania kellett egy érthetetlen elektromos megnyilvánulásról, amelyet felszíni vagy "bőrhatásnak" neveztek. Azok számára, akik még mindig nem tudják, mi ez, a cikkben bemutatott magyarázatok segítenek megismerni ezt a jelenséget. Ezen felül itt megtudhatja, hogyan alkalmazzák a gyakorlatban.

Mi a bőr hatása?

Először meg kell értened, mi a felületi hatás, amelyet a szakirodalom az e / m oszcillációk amplitúdójának csökkenéseként definiál, amikor behatol egy vezető közegbe. Ebben az esetben a vezető mélységéből az e / m mező hatására mozgó töltések közelebb kerülnek felső rétegéhez. Ennek eredményeként az áram struktúrájáról inhomogénné válik, ami a központi részen a periféria vonatkozásában a töltéssűrűség csökkenéseként nyilvánul meg.

A töltések behatolási mélységét a következő kifejezéssel lehet meghatározni:

Vagyis a megadott függőség a következőképpen fogalmazható meg: a váltakozó áram frekvenciájának növekedésével csökken a vezető testbe való behatolásának mélysége. A frekvencia kétszeres növekedésével ez a mutató a 2 négyzetgyökére csökken.

instagram viewer

Az áramelosztás jellemzői

Ahhoz, hogy vizuálisan elképzelhessük, hogyan oszlik el az áram egy keresztmetszetű vezetőben, elegendő tanulmányozni az alábbi fotót.

Jól látható, hogy a huzal közepéhez közelebb eső bizonyos mélységben vagy nincs áram, vagy értéke olyan kicsi, hogy elhanyagolják.

Ebből számos érdekes következtetés következik, nevezetesen:

  • amikor a vezető testéből kivágják annak központi részét, amelyen keresztül az áram gyakorlatilag nem folyik, a töltések mozgásának feltételei nem változnak;
  • ha a rézdrót üreges lesz (mag nélkül), akkor annak elektromosan vezető tulajdonságai változatlanok maradnak, és a költségek jelentősen csökkennek;
  • a vezetőképességi mutató ugyanaz marad, csak annak induktivitása és kapacitása változik.

A kapott eredményekből az következik, hogy bármely vezető komplex ellenállása nemcsak attól az anyagtól függ, amelyből készült, hanem az áramló áram frekvenciájától is. Ennek a mutatónak a nagy értéke mellett szinte minden töltés elkezd mozogni a huzal felülete (külső határa) mentén, vagyis közvetlen kapcsolatban állnak a külső környezettel.

Bőrhatás alkalmazása

A vezetékben lévő áram teljesítményének a jel frekvenciájától való függése lehetővé teszi különböző periodicitású elektromos üzenetek továbbítását egy kábelen keresztül. Ebben az esetben a magas frekvenciájú jelek eltolódnak a külső sugár felé, és az alacsony frekvenciájú jelek a középponthoz közelebb áramlanak.

A nagyfrekvenciás kommunikációs rendszerek a jelzett elv szerint vannak elrendezve és működnek. Bennük egy 50 Hertz frekvenciájú áram egyidejűleg áramlik át a tápvezetéken, és rajtuk keresztül valósul meg a két fél (különösen a kísérők és a diszpécserek) közötti telefonos kommunikáció. A bőrhatás jelenléte miatt ritkán alkalmaznak nagy keresztmetszetű monolit huzalokat (leggyakrabban sodrottan készülnek).