趋肤效应
对于材质和温度均一的单独导体,在通直流电时,沿导体截面电流分布均匀;而在通交流电时,沿导体截面电流分布不均勾。
在通交流电时,导体内产生自感电势,它限制电流流通,起着 妨碍电流的作用。自感电势与磁链变化率成正比。如图2-16, 位于表面的a点的磁链较小,自感电势较小,故电流密度较大;而 中心的6点磁链较多,自感电势较大,故电流密度较小。结果是 沿截面电流分布不均匀,表面电流密度较大,中心较小,这种现象 称为趋肤效应。电流的频率越高,趋肤效应越严重。
电磁场理论证明,半无限厚板材放在交变电磁场中,板内距 表面Z处某点的电流密度和功率密度分别为
式中,/为电流频率,Hz;p为导体的电阻率,为导体的相对导磁率。
式(2-39)指明,表面功率密度外就是导体从磁场吸收的磁能并可能转化为电热的功率 密度,所以在5层厚度内功率密度变化
厶夕=p0(l - e~2) = 0.865声0 反映电热功率基本上集中在穿透深度内,因此5层近似为导体的有效导电层。
铜在 20X:时 < =1. 72 x 10 — 8Q. m,〜=1,在 50Hz 时,5 = 9. 34mm,在 1000Hz 时 <5 = 2.09mm。铜带材作为工频电导体时,厚度不应超过20mm。