[请教] 交流电集肤效应

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查看9841 | 回复4 | 2015-2-28 09:01:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
请教:交流电磁轭法:交流有集肤效应,为什么产生的交变磁场 在通过工件的时候磁感应线也会出现集肤效应?

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杨会敏 | 2015-3-1 11:35:40 | 显示全部楼层
肤效应 亦称为“集肤效应”。
交变电流(alternating electric current, AC)通过导体时,由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀,愈近导体表面电流密度越大。这种现象称“趋肤效应”。趋肤效应使导体的有效电阻增加。频率越高,趋肤效应越显著。当频率很高的电流通过导线时,可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过,这等效于导线的截面减小,电阻增大。既然导线的中心部分几乎没有电流通过,就可以把这中心部分除去以节约材料。因此,在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。此外,为了削弱趋肤效应,在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线,这种多股线束称为辫线。在工业应用方面,利用趋肤效应可以对金属进行表面淬火。

交变磁场会在导体内部引起涡流,电流在导体横截面上的分布不再是均匀的,这时,电流将主要地集中到导体表面。这种效应称为趋肤效应。电流的频率愈高,趋肤效应越明显。

利用趋肤效应,在高频电路中可用空心铜导线代替实心铜导线以节约铜材。架空输电线中心部分改用抗拉强度大的钢丝。虽然其电阻率大一些,但是并不影响输电性能,又可增大输电线的抗拉强度。利用趋肤效应还可对金属表面淬火,使某些钢件表皮坚硬、耐磨,而内部却有一定柔性,防止钢件脆裂。
梁金昆 | 2015-3-2 11:20:41 | 显示全部楼层
本帖最后由 梁金昆 于 2015-3-2 11:32 编辑

楼主的问题提得很好。是的,交流电流,是线圈导入导出的,并未进入工件;磁轭导入工件的磁通,它为什么也有“趋肤效应” 呢?要从基础理论上讲清这些问题,并不容易。笔者大概在两年前,在远东网发表过一篇文章《昔日呼吁今又提:交流的磁趋肤效应》,很笼统,但可参考。
上面,杨会敏先生的文章,从涡流(磁轭和工件,都是块状导体,铁磁体,易产生涡流)产生作了分析,很好。我想:磁轭在工件的磁通,应是感应涡流产生磁场与线圈电流产生磁场的合成。目前,详细讲解这个内容的教材,还没有。我们在基础理论方面,还缺欠硬功夫!
zongjian6498 | 2015-3-4 08:30:52 | 显示全部楼层
我感觉这个结论应该是从 试验中 得出的,从理论上还没有更好的解释吧?
hbwjyi | 2015-4-6 19:53:16 | 显示全部楼层
集肤效应与交流电的频率有关,频率越高越严重。
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