Každý milovník elektrotechniky musel alespoň jednou slyšet o nepochopitelném elektrickém projevu zvaném povrchový nebo „kožní efekt“. Pro ty z nich, kteří stále nevědí, o co jde, vysvětlení uvedená v článku jim pomohou seznámit se s tímto jevem. Kromě toho zde můžete zjistit, jak se v praxi uplatňuje.
Co je to kožní efekt?
Nejprve musíte pochopit, co je to povrchový efekt, který je v technické literatuře definován jako snížení amplitudy e / m oscilací při průniku do vodivého média. V tomto případě jsou pohyblivé náboje pod vlivem pole e / m z hloubky vodiče přemístěny blíže k jeho horní vrstvě. V důsledku toho se proud stává nehomogenním ve své struktuře, což se projevuje poklesem hustoty náboje ve střední části vzhledem k periferii.
Hloubku, do které náboje pronikají, lze určit následujícím výrazem:
To znamená, že specifikovanou závislost lze formulovat následovně: s nárůstem frekvence střídavého proudu se hloubka jeho průniku do těla vodiče zmenšuje. S dvojnásobným zvýšením frekvence se tento indikátor sníží na druhou odmocninu 2.
Vlastnosti distribuce proudu
Abychom si jasně představili, jak je proud distribuován v průřezu kolem vodiče, stačí prostudovat fotografii níže.
Z toho je jasně vidět, že v určité hloubce blíže ke středu drátu není vůbec žádný proud, nebo je jeho hodnota tak malá, že je zanedbávána.
Z toho vyplývá řada zajímavých závěrů, jmenovitě:
- při vyříznutí z těla vodiče jeho střední části, kterou proud prakticky neprotéká, se podmínky pro pohyb nábojů nemění;
- pokud je měděný drát vyroben dutý (bez jádra), jeho elektricky vodivé vlastnosti zůstanou stejné a náklady budou výrazně sníženy;
- indikátor vodivosti zůstane stejný, změní se pouze jeho indukčnost a kapacita.
Ze získaných výsledků vyplývá, že komplexní odpor jakéhokoli vodiče závisí nejen na materiálu, ze kterého je vyroben, ale také na frekvenci protékajícího proudu. S velkými hodnotami tohoto indikátoru se téměř všechny náboje začnou pohybovat po povrchu (vnější hranici) drátu, to znamená, že budou mít přímý kontakt s vnějším prostředím.
Použití efektu pokožky
Závislost síly proudu ve vodiči na frekvenci signálu umožňuje přenášet elektrické zprávy různé frekvence jedním kabelem. V tomto případě jsou vysokofrekvenční signály posunuty směrem k vnějšímu poloměru a nízkofrekvenční signály proudí blíže ke středu.
Vysokofrekvenční komunikační systémy jsou uspořádány a fungují podle uvedeného principu. V nich současně protéká napájecími vodiči proud o frekvenci 50 Hertzů a prostřednictvím nich je realizována telefonní komunikace mezi oběma stranami (zejména obsluhou a dispečerem). Kvůli přítomnosti kožního efektu se monolitické dráty velkého průřezu používají jen zřídka (nejčastěji se vyrábějí splétané).