电源技术网|技术阅读
登录|注册

您现在的位置是:电源技术网 > 技术阅读 > 趋肤效应

趋肤效应

点击上面蓝字关注我们

一.趋肤效应

1.概念

在低频时,电流在导体内部的分布密度是均匀的。从导体的截面看,中心和边缘区域的电流密度是相同的。

当导体中有交流电或者交变磁场时,导体内部电流密度分布不均匀,电流集中在导体边缘,导体边缘区域电流密度增大。导体内部实际上电流较小,结果导致导体的电阻增加,从而导致损耗功率增加。

2.原理

导线中电流的方向如图A的方向,变化的电流在导体内部产生的磁场如图4-5-6,变化的电流在导体内产生的磁场方向是3-2-1d-e-f截面的磁力线垂直于d-e-f朝下,则感应电动势在导体内部产生感应电流阻碍磁通的变化,方向:d-e-f-d如图所示。d-e与原电流的方向相反,使原电流在导线中心削弱;e-f与原电流方向相同,使原电流在导线边缘加强a-b-c截面的磁力线垂直于a-b-c朝上,则感应电动势产生的感应电流方向c-b-a-cc-b与原电流方向相反,使原电流在导线中心削弱;b-a与原电流方向相同,使原电流在导线边缘加强。这样主电流和感应电流在导线表面加强,越向导线中心越削弱,使电流趋于导线表面。

 

二趋肤深度

1.趋肤深度计算

工程上定义从表面到电流密度下降到表面电流密度的0.368(即1/e)的厚度为趋肤深度。

◬=√(2k/wuy)

其中:◬:趋肤深度

       k:材料电导率温度系数

       u:导线材料磁导率

       y=1/ρ-材料电导率

       w=2πf

当导线直径大于趋肤深度,则导线会出现趋肤效应。


对于铜,u=4πx10^-7H/m;20℃时,ρ=0.01724x10^-6Ω·m,k=1/(234.5)(1/) 

则:

◬=66.1/(√f)

 

f(kHz)

1

5

10

15

20

(mm)

2.089

0.9346

0.6608

0.5396

0.4673

 

f(kHz)

25

30

40

50

60

(mm)

0.4180

0.3815

0.3304

0.2955

0.2697

 

f(kHz)

70

80

90

100

(mm)

0.2497

0.2336

~0.22**

0.2089


 




END





磁元件设计

精彩不断

扫码关注吧