趨膚效應
對于材質和溫度均一的單獨導體,在通直流電時,沿導體截面電流分布均勻;而在通交流電時,沿導體截面電流分布不均勾。
在通交流電時,導體內(nèi)產(chǎn)生自感電勢,它限制電流流通,起著 妨礙電流的作用。自感電勢與磁鏈變化率成正比。如圖2-16, 位于表面的a點的磁鏈較小,自感電勢較小,故電流密度較大;而 中心的6點磁鏈較多,自感電勢較大,故電流密度較小。結果是 沿截面電流分布不均勻,表面電流密度較大,中心較小,這種現(xiàn)象 稱為趨膚效應。電流的頻率越高,趨膚效應越嚴重。
電磁場理論證明,半無限厚板材放在交變電磁場中,板內(nèi)距 表面Z處某點的電流密度和功率密度分別為
式中,/為電流頻率,Hz;p為導體的電阻率,為導體的相對導磁率。
式(2-39)指明,表面功率密度外就是導體從磁場吸收的磁能并可能轉化為電熱的功率 密度,所以在5層厚度內(nèi)功率密度變化
厶夕=p0(l - e~2) = 0.865聲0 反映電熱功率基本上集中在穿透深度內(nèi),因此5層近似為導體的有效導電層。
銅在 20X:時 < =1. 72 x 10 — 8Q. m,〜=1,在 50Hz 時,5 = 9. 34mm,在 1000Hz 時 <5 = 2.09mm。銅帶材作為工頻電導體時,厚度不應超過20mm。