Поверхностный эффект. Понятие о поверхностном эффекте. Что такое поверхностный эффект?
Переменный ток, текущий по проводнику, создает переменное магнитное поле, которое, пересекая тело проводника, наводит в нем ЭДС. Эта ЭДС создает вихревые токи, которые геометрически суммируются с основным переменным током.
В результате наибольшая плотность тока наблюдается на поверхности проводника. По мере перемещения к центру плотность тока быстро спадает. Коэффициент добавочных потерь, обусловленных поверхностным эффектом, обозначается через kп.
Чем больше частота тока и меньше удельное сопротивление проводника, тем сильнее проявляется поверхностный эффект и больше kп. Существенную роль при этом играют форма и размеры проводника — чем больше его диаметр, тем больше поверхностный эффект.
Из-за поверхностного эффекта внутренняя часть проводников большого сечения не обтекается током и фактически не используется. По этой причине применяются проводники трубчатого или коробчатого сечения. Коробчатое сечение предпочтительнее трубчатого, так как при нем увеличивается поверхность охлаждения и возрастает механическая прочность. Шина с коробчатым сечением выполняется из двух половин, зазор между которыми обеспечивает охлаждение внутренней поверхности.
В проводниках из ферромагнитного материала из-за увеличения магнитной проницаемости возрастает поток, создаваемый током в проводнике. При этом поверхностный эффект увеличивается во много раз.