高頻變壓器的線徑怎么取的?
集膚效應(yīng)
1。解釋
集膚效應(yīng)(skin effect)又叫趨膚效應(yīng),當(dāng)交變電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),電流將集中在導(dǎo)體表面流過(guò),這種現(xiàn)象叫集膚效應(yīng)。電流或電壓以頻率較高的電子在導(dǎo)體中傳導(dǎo)時(shí),會(huì)聚集于導(dǎo)體表層,而非平均分布于整個(gè)導(dǎo)體的截面積中。頻率越高,趨膚效用越顯著。
因?yàn)楫?dāng)導(dǎo)線流過(guò)交變電流時(shí),在導(dǎo)線內(nèi)部將產(chǎn)生與電流方向相反的電動(dòng)勢(shì)。由于導(dǎo)線中心較導(dǎo)線表面的磁鏈大,在導(dǎo)線中心處產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)就比在導(dǎo)線表面附近處產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大。這樣作用的結(jié)果,電流在表面流動(dòng),中心則無(wú)電流,這種由導(dǎo)線本身電流產(chǎn)生之磁場(chǎng)使導(dǎo)線電流在表面流動(dòng)。
集膚效應(yīng)是電磁學(xué),渦流學(xué)(渦旋電流)的術(shù)語(yǔ)。這種現(xiàn)象是由通電鐵磁性材料,靠近未通電的鐵磁性材料,在未通電的鐵磁性材料表面產(chǎn)生方向相反的磁場(chǎng),有了磁場(chǎng)就會(huì)產(chǎn)生切割磁力線的電流,這個(gè)電流就是所謂的渦旋電流,這個(gè)現(xiàn)象就是集膚效應(yīng)。
2。影響及應(yīng)用
在高頻電路中可以采用空心導(dǎo)線代替實(shí)心導(dǎo)線。此外,為了削弱趨膚效應(yīng),在高頻電路中也往往使用多股相互絕緣細(xì)導(dǎo)線編織成束來(lái)代替同樣截面積的粗導(dǎo)線,這種多股線束稱為辮線。在工業(yè)應(yīng)用方面,利用趨膚效應(yīng)可以對(duì)金屬進(jìn)行表面淬火。
考慮到交流電的集膚效應(yīng),為了有效地利用導(dǎo)體材料和便于散熱,發(fā)電廠的大電流母線常做成槽形或菱形母線;另外,在高壓輸配電線路中,利用鋼芯鋁絞線代替鋁絞線,這樣既節(jié)省了鋁導(dǎo)線,又增加了導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度,這些都是利用了集膚效應(yīng)這個(gè)原理。
集膚效應(yīng)是在訊號(hào)線里最基本的失真作用過(guò)程之一,也有可能是最容意被忽略誤解的。與一般訊號(hào)線的夸大宣傳所言,集膚效應(yīng)并不會(huì)改變所有的高頻訊號(hào),并且不會(huì)造成任何相關(guān)動(dòng)能的損失。正好相反,集膚效應(yīng)會(huì)因傳導(dǎo)體的不同成分,在傳遞高頻訊號(hào)時(shí)有不連貫的現(xiàn)象。同樣地,在陳舊的線束傳導(dǎo)體上,集膚效應(yīng)助長(zhǎng)訊號(hào)電流在多條線束上的交互跳動(dòng),對(duì)于聲音造成刺耳的記號(hào)。
集膚深度計(jì)算公式
集膚效應(yīng) 頻率(Hz)
σ=√2/(ωμξ) f=100000
材料名稱 銅 鋁
ω 角頻率 628318 628318
μ(H/m) 磁導(dǎo)率 1.25664E-06 1.25664E-06
ξ(1/Ωm) 電導(dǎo)率(20℃) 57142857.14 35335689.05
σ 集膚深度(mm) 0.21 0.27
角頻率 ω =2πf
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