趨膚效應(yīng)告訴你為什么電流也喜愛“扎堆”？

趨膚效應(yīng)也叫集膚效應(yīng) ，導(dǎo)線通入交流電或者交變磁場(chǎng)時(shí)，電流在導(dǎo)線橫截面上的分布是不均勻的，導(dǎo)體表面的電流密度大，導(dǎo)體中心的電流密度小，這樣就會(huì)造成導(dǎo)體內(nèi)部電流小、導(dǎo)體表面**（皮膚）**電流大的現(xiàn)象，隨著頻率的升高，這種現(xiàn)象越明顯，下圖為導(dǎo)體通入交流電后電流密度的熱成像分布情況。

趨膚效應(yīng)熱成像

為了傳輸更大的電流，通常會(huì)增大導(dǎo)體的截面積，隨著截面積的增大，遠(yuǎn)離表面的中心處電流密度明顯減小，因此傳輸較大電流的導(dǎo)體，其截面積為長(zhǎng)方形，而不是圓形或者正方形。如交流配電柜的進(jìn)線母排，我國使用的交流電頻率為50Hz，傳輸導(dǎo)體為銅介質(zhì)時(shí)，其趨膚深度約為8mm，這就告訴我們用來傳輸交流電的導(dǎo)體厚度不能太厚，一般情況下傳輸電流的銅排厚度小于12mm。

銅介質(zhì)的趨膚深度

傳輸交流電時(shí)，由于趨膚效應(yīng)的影響造成導(dǎo)線的等效電阻增大，進(jìn)而使其損耗增大，我們可以盡最大的可能增加傳輸導(dǎo)體的表面積，在相同橫截面的情況下，利用相互絕緣的多芯導(dǎo)線代替單根實(shí)心導(dǎo)線，或者使用空心導(dǎo)線傳輸交流電。導(dǎo)體的等效電阻降低就能傳輸更大的電流，這也是相同截面積情況下多芯電纜載流量**（導(dǎo)線承載傳輸電流的能力）更大的原因。**

既然趨膚效應(yīng)存在于導(dǎo)體表面，那么在導(dǎo)體表面鍍金、鍍銀，減小傳輸?shù)?/strong>表面電阻從而改善交流等效電阻。利用趨膚效應(yīng)，導(dǎo)體表面電流密度大的特性，增大通入導(dǎo)體交流電的頻率，這將導(dǎo)致導(dǎo)體表面溫度迅速上升，之后迅速冷卻金屬導(dǎo)體，工業(yè)中的淬火工藝就已經(jīng)在趨膚效應(yīng)的作用下完成。

趨膚效應(yīng)其實(shí)質(zhì)是電磁感應(yīng)——渦流的體現(xiàn)，導(dǎo)體流入交流電在電流傳輸?shù)拇怪逼矫嫘纬山蛔兇艌?chǎng)，交變磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感性電動(dòng)勢(shì)在導(dǎo)體內(nèi)部形成渦流電流，這個(gè)渦流電流總是阻礙著通入交流電流的變化，你可以形象地理解為渦流這種力量把導(dǎo)體內(nèi)部的電流擠到了導(dǎo)體表面**。**

渦流與趨膚效應(yīng)