趋肤效应的机理到底是怎样的
趋肤效应给大家的印象就是交流电频率越高,趋肤效应越明显。但是有没有想过为什么,如果不是交流电,而是直流脉冲电会不会产生趋肤效应,如下图的三角脉冲电流,类似的,这在电力半导体开关过程中是十分常见的。
因此为了解决这个问题,需要从趋肤效应的真正机理解决。
从网上看到一种解释,是这样的变化的电流产生变化的磁场,变化的磁场在与电流同方向的平面上感应出涡流。而这个涡流在导体表面与原电流同方向,在导体中心与原电流相反,所以产生集肤效应。
这个解释看起来很有道理,但是不妨仔细分析下。当电流为交变电流时,分为电流上升和电流下降阶段。首先,电流上升时,根据毕奥萨伐尔定律,产生的磁场也增加,又根据楞次定律,在导体中涡流产生的磁场与原电流产生的磁场方向相反。此时的涡流确实会在表面增加电流,在导体中心阻碍电流。
但是,当电流下降时,根据毕奥萨伐尔定律,产生的磁场也减小,又根据楞次定律,在导体中涡流产生的磁场与原电流产生的磁场方向相同。此时的涡流与之前相反,在导体表面阻碍电流,在导体中心增加电流。
由此,看出在电流交变时,电流密度在导体中的分布是时刻变化的。所以“趋表面”还是“趋中心”是不确定的,那么问题出在哪里呢?
如果分析过程有任何问题欢迎大家,批评指正。
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