Každý milovník elektrotechniky musel aspoň raz počuť o nie celkom jasnom elektrickom prejave zvanom povrch alebo „efekt kože“. Pre tých z nich, ktorí stále nevedia, o čo ide, vysvetlenia uvedené v článku im pomôžu oboznámiť sa s týmto javom. Okrem toho tu môžete zistiť, ako sa uplatňuje v praxi.
Čo je to efekt pokožky?
Najprv musíte pochopiť, čo je to povrchový efekt, ktorý je v technickej literatúre definovaný ako zníženie amplitúdy kmitov e / m pri prieniku do vodivého média. V tomto prípade sa pohybujúce sa náboje vplyvom poľa e / m z hĺbky vodiča premiestnia bližšie k jeho hornej vrstve. Výsledkom je, že prúd sa stáva nehomogénnym vo svojej štruktúre, čo sa prejavuje znížením hustoty náboja v centrálnej časti vzhľadom na perifériu.
Hĺbku, do ktorej náboje prenikajú, možno určiť nasledujúcim výrazom:
To znamená, že špecifikovaná závislosť môže byť formulovaná nasledovne: s nárastom frekvencie striedavého prúdu klesá hĺbka jeho prieniku do tela vodiča. S dvojnásobným zvýšením frekvencie sa tento indikátor zníži na druhú odmocninu čísla 2.
Vlastnosti súčasného rozdelenia
Aby ste si vizuálne predstavili, ako je prúd distribuovaný v priereze vodiča s guľatým prierezom, stačí študovať fotografiu nižšie.
Je z neho jasne vidieť, že v určitej hĺbke bližšie k stredu drôtu buď nie je vôbec žiadny prúd, alebo je jeho hodnota taká malá, že sa zanedbáva.
Z toho vyplýva niekoľko zaujímavých záverov, a to:
- pri vyrezávaní z tela vodiča jeho centrálnej časti, cez ktorú prúd prakticky nepreteká, sa podmienky pre pohyb nábojov nemenia;
- ak je medený drôt vyrobený dutý (bez jadra), jeho elektricky vodivé vlastnosti zostanú rovnaké a náklady sa výrazne znížia;
- indikátor vodivosti zostane rovnaký, zmení sa iba jeho indukčnosť a kapacita.
Zo získaných výsledkov vyplýva, že komplexný odpor ľubovoľného vodiča závisí nielen od materiálu, z ktorého je vyrobený, ale aj od frekvencie prúdiaceho prúdu. Pri veľkých hodnotách tohto indikátora sa takmer všetky náboje začnú pohybovať po povrchu (vonkajšej hranici) drôtu, to znamená, že budú mať priamy kontakt s vonkajším prostredím.
Aplikácia kožného efektu
Závislosť sily prúdu v vodiči od frekvencie signálu umožňuje prenášať elektrické správy s rôznou frekvenciou cez jeden kábel. V tomto prípade sa vysokofrekvenčné signály posúvajú smerom k vonkajšiemu polomeru a nízkofrekvenčné signály prúdia bližšie k stredu.
Vysokofrekvenčné komunikačné systémy sú usporiadané a pracujú podľa uvedeného princípu. V nich súčasne preteká napájacími vodičmi prúd s frekvenciou 50 Hertzov a prostredníctvom nich sa realizuje telefónna komunikácia medzi oboma stranami (najmä obsluhou a dispečerom). Kvôli prítomnosti kožného efektu sa monolitické drôty veľkého prierezu zriedka používajú (najčastejšie sa vyrábajú splietané).