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楼主: flyer

[分享] 集肤效应

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该用户从未签到

发表于 2012-9-13 16:58 | 显示全部楼层
恩,不错不错
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发表于 2012-9-27 17:06 | 显示全部楼层
学习了,谢谢分享!!!
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发表于 2012-9-27 20:32 | 显示全部楼层
接地线需要考虑肌肤效应么?
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发表于 2012-11-1 14:44 | 显示全部楼层
谢谢,学习了
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发表于 2012-11-8 17:57 | 显示全部楼层
解释的不错
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发表于 2012-11-17 19:36 | 显示全部楼层
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发表于 2017-8-20 12:47 | 显示全部楼层
这个帖子说的是错的吧,反正我是不理解为什么“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”。竟然这么多人说学到新知识了。。。。
趋肤效应实际上是涡流的体现,涡流是电磁感应的一种体现方式,但是,某些文献简单的认为,由于电流流过导体时,导体中心处的磁感应强度大,因电磁感应产生的感应电动势大,根据楞次定理,感应电动势将阻碍电流的变化,这种说法是错误的。
以截面为圆形的长直导线为例,其磁场分布如下图1所示。
根据安培环路定理,磁场强度H沿闭合回路的线积分等于闭合回路包含的电流的代数和,与闭合回路之外的电流无关。均匀材质的导体中,磁感应强度B与磁场强度成正比,选闭合回路为图中所述的各条磁力线,可知,越靠近导体中心,磁力线包围的电流越小,在导体轴线上,磁感应强度为零。
实际上,趋肤效应是涡流效应的结果,如图2所示:

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发表于 2017-12-21 19:23 | 显示全部楼层
学习了,终于明白什么是集肤效应了
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发表于 2017-12-23 11:50 | 显示全部楼层
感谢楼主!学习到了
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2018-3-9 11:23 | 显示全部楼层
携梦飞翔 发表于 2017-8-20 12:47
这个帖子说的是错的吧,反正我是不理解为什么“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 ...

图一图二在哪里啊
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发表于 2018-3-25 23:24 | 显示全部楼层
maxmotor 发表于 2018-3-9 11:23
图一图二在哪里啊

       趋肤效应实际上是涡流的体现,涡流是电磁感应的一种体现方式,但是,某些文献简单的认为,由于电流流过导体时,导体中心处的磁感应强度大,因电磁感应产生的感应电动势大,根据楞次定理,感应电动势将阻碍电流的变化,这种说法是错误的。

  以截面为圆形的长直导线为例,其磁场分布如下图1所示。

     根据安培环路定理,磁场强度H沿闭合回路的线积分等于闭合回路包含的电流的代数和,与闭合回路之外的电流无关。均匀材质的导体中,磁感应强度B与磁场强度成正比,选闭合回路为图中所述的各条磁力线,可知,越靠近导体中心,磁力线包围的电流越小,在导体轴线上,磁感应强度为零。

  实际上,趋肤效应是涡流效应的结果,如图2所示。电流I流过导体,在I的垂直平面形成交变磁场,交变磁场在导体内部产生感应电动势,感应电动势在导体内部形成涡流电流i,涡流i的方向在导体内部总与电流I的变化趋势相反,阻碍I变化,涡流i的方向在导体表面总与I的变化趋势相同,加强I变化。在导体内部,等效电阻变大,而导体表面的等效电阻变小,交变电流趋于在导体表面流动,形成趋肤效应。
  趋肤效应使导线通过交变电流的有效截面积减小了,导线的电阻增大了。

  趋肤效应下导体的等效电阻变化了,这个等效电阻,称为交流电阻,交流电阻与电流的频率有关,频率越高,交流电阻越大



传输交流电流时,由于趋肤效应的影响,导致导线的等效电阻增加,损耗增大。
1、趋肤效应对于高频电流的传输影响甚大。对于传输高频电流的导线,通常采用下述方法改善其传输性能:
  a、既然趋肤效应使电流趋于表面流动,那么,相同截面积的导线,表面积越大,等效电阻越小,因此,利用互相绝缘的多根细导线代替单根实心导线,可以改善降低导线的交流电阻。
  b、既然趋肤效应使电流趋于表面流动,那么,将其表面镀银或镀金,降低表面电阻,可以改善导线的交流电阻。
  c、既然趋肤效应使电流趋于表面流动,那么,将其制作成空心导线,其导电效果与实心导线基本相当,但是,可以节省材料。
2、对传输工频大电流不利
  为了传输更大的电流,对于大电流传输,通常导体截面积较大,远离表面的中心处,电流密度还是会明显减小,因此,传输交流大电流的导体,通常制作成截面积为长方形,而不是圆形或正方形,并且,一般不能太厚,对于50Hz的工频交流电,导体为铜,其趋肤深度约8mm,这样,对于厚度大于16mm的铜排,其中心层电流密度已经非常小了,因此,用于传输工频电流的铜排的厚度一般小于12mm。

 电流流过导体,产生热量,趋肤效应使电流趋于表面流动的特性,可应用于金属表面热处理,通常称表面淬火。表面淬火的过程如下:

  在一个感应线圈中通以高频交流电,线圈内部会产生频率相同的高频交变磁场,或将金属导体置于交变磁场中,只要交变磁场足够大,频率足够高,趋肤效应将导致导体表面温度迅速上升至淬火温度,之后迅速冷却金属导体,可使表面硬度增大。而导体内部的温度还远低于淬火温度,在迅速冷却后仍保持韧性。


图1

图1

图2

图2
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发表于 2018-5-13 14:17 | 显示全部楼层
    楼主讲的很好,讲的是导线的一般情况。
    在变压器坛子里,讲一讲变压器线圈的集肤效应。定性地讲变压器线圈也是导线,和普通导线的集肤效应是一样的,但是定量关系和普通导线不同。我前些天专门研究了变压器线圈的集肤效应,线绕的,而且是矩形截面,但可以进一步研究圆形截面。感觉研究箔绕的难度大,没研究。前提:二维,漏磁没有辐向分量。这样就简化成一维问题了。几点结论:线圈的集肤效应大于单独导线的,尤其是多层线圈。线圈层数越多集肤效应越严重。园截面的导线的集肤效应比矩形的严重。把得到的损耗计算公式在低频率小截面(导线)近似,就得到变压器线圈的涡流损耗计算公式。集肤效应使变压器漏电感量有所减小,不是说频率高了电抗减小,电抗还是加大了。低频率小截面近似下多根并绕并换位使损耗减小。高频率大截面近似下多根并绕并换位使损耗增加。这一点使我感到意外。
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发表于 2020-4-13 14:08 | 显示全部楼层
学习了学习了
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2020-10-31 19:28 | 显示全部楼层
frankapdl 发表于 2010-6-24 21:23
肌肤效应是表象,涡流电流是实质,变压器等产生局部过热的一个原因。

此言得之!

涡流效应才是本质,才是普遍性的效应。
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2024-1-15 17:20 | 显示全部楼层
前来学习学习,感谢
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