efect de piele (din piele engleză -. piele, coajă)
efect de suprafață de amortizare a undelor electromagnetice deoarece pătrund mai adânc în mediul conductoare, în care, de exemplu, un curent alternativ pe secțiunea conductorului sau fluxul magnetic alternativ al secțiunii de circuit magnetic nu este uniform distribuit, de preferință, în stratul de suprafață. S.-e. datorită faptului că propagarea undei electromagnetice într-un mediu conductor având curenți turbionari, prin care o parte din energia electromagnetică este transformată în căldură. Aceasta duce la o scădere în concentrații ale câmpurilor electrice și magnetice și densitatea de curent, adică. E. La atenuarea undei.
Cu cât vA frecvența câmpului electromagnetic și o mai mare permeabilitate magnetică μ a conductorului, mai mult (în conformitate cu ecuația lui Maxwell E) de câmp electric de rotație generată de un câmp magnetic alternativ, și cu atât mai mare conductivitatea conductorului, cu atât mai mare densitatea de curent și disipare per capacitate unitate de volum ( în conformitate cu legile lui Ohm și Joule - Lenz). Astfel. mai ν, μ și σ, cu atât mai mare atenuarea, adică. e. mai clar manifestat S.-e.
În cazul unui apartament de înmulțire undă sinusoidală pe axa x într-o foarte conductoare, uniform, mediu liniar (curenții de polarizare față de curenții de conducție pot fi neglijate), intensitățile de amplitudine ale câmpurilor electrice și magnetice descresc exponențial:
- coeficientul de amortizare, μ0 este constanta magnetic. La o adâncime x = δ = 1 / α amplitudinea undei este redusă cu un factor e. Această distanță se numește adâncimea de penetrare sau grosimea stratului de piele. De exemplu, la o frecvență de 50 Hz în cupru (σ = 580 xim / cm; μ = 1) σ = 9,4 mm, în oțel (α = 100 xim / cm, (μ = 1000) δ = 0,74 mm. creșterea frecvenței de 0,5 MHz ö redusă cu 100 de ori. conductorul ideală (cu conductivitate infinită) undă electromagnetică nu pătrunde, se reflectă pe deplin. Mai mici distanța valul trece, în comparație cu δ, manifestele mai slabe S.-e.
Pentru conductori cu înalt exprimat S.-e. când raza de curbură considerabil mai mare cruce sârmă secțiune δ și un câmp într-un conductor este un val de avion, a introdus conceptul de conductor de rezistență suprafață Zs (impedanță de suprafață). Acesta este definit ca fiind raportul dintre amplitudinea complexă (A se vedea. Amplitudinea complexă) a căderii de tensiune pe unitatea de lungime a conductorului cu amplitudinea complexă a curentului care trece prin secțiunea transversală a unității de lungime strat de piele. Impedanta pe unitatea de lungime a conductorului:
unde R0 - rezistența conductorului definind puterea disipată în ea, X0 - rezistență inductiv, luând în considerare inductanța conductorului cauzate de fluxul magnetic din interiorul conductorului, lc - perimetrul secțiunii transversale a stratului de piele, ω = 2πν; în care R0 = X0. La exprimat cu fermitate S.-e. rezistența la suprafață coincide cu impedanța caracteristică (A se vedea. Impedanța caracteristică) a conductorului și, prin urmare, este egal cu raportul dintre câmpului electric la intensitatea câmpului magnetic la suprafața conductorului.
În acele cazuri în care libera cale lungimea I a transportatorilor devine mai mare decât grosimea ö a stratului de piele (de exemplu, în metale foarte pure la temperaturi joase), la frecvențe relativ ridicate S.-e. Acesta devine un număr de caracteristici, din cauza căreia a fost numit aberant. Deoarece câmpul pentru lungimea traseului inhomogeneously liber de electroni, curentul într-un anumit punct depinde de valoarea câmpului electric este nu numai în acest moment, dar în împrejurimile sale, având dimensiuni de ordinul I Prin urmare, soluția de ecuațiile lui Maxwell, în loc de legea lui Ohm trebuie să fie utilizată pentru a calcula cinetică Boltzmann curent ecuație . Electronii din aberant S.-e. sunt inegale în ceea ce privește contribuția lor la curentul electric; când am >> contribuție principală δ cei care se deplaseze în stratul de piele paralelă cu suprafața metalică sau la un unghi foarte mic la acesta și transportate, m. o. mai mult timp în regiune câmp înalt (electroni eficace). Atenuarea undelor electromagnetice în stratul de suprafață încă deține, dar caracteristicile cantitative au aberant S.-e. oarecum diferite. Câmp în stratul de piele nu atenueaza exponențial (R0 / X0 =
În domeniul de frecvențe în infraroșu pentru un câmp de electroni modificări perioadă nu poate fi capabil sa parcurga o distanta l. În acest domeniu, calea unui electron în perioada poate fi considerată uniformă. Acest lucru duce din nou la legea lui Ohm, și S.-e. revine la normal. Astfel. la frecvențe joase și foarte înalte S.-e. întotdeauna normală. În radio în funcție de relația dintre / δ și poate fi un S.-e. normale si anormale Toate cele de mai sus este adevărată, până când frecvența mai mică decât plasma cu: ω 1/2 (n - densitatea de electroni liberi, e - descarcării m - masa de electroni) (în raport cu frecvențele superioare vezi metalloptics element ..).
S.-e. adesea nedorite. Firele de curent alternativ, cu viguroase S.-e. Aceasta are loc în primul rând la stratul de suprafață; în care secțiunea de sârmă nu este utilizată în totalitate, rezistența firelor și pierderile de putere în ea pentru o creștere a curentului dat. Plăcile feromagnetice sau benzile de miezuri magnetice ale transformatoarelor, mașini electrice și alte dispozitive alternând flux magnetic puternic S.-e. Se extinde, în principal, la stratul de suprafață; deteriorează astfel utilizarea secțiune magnetică, curentul crește magnetizare și pierderea de fier. „Dăunător“ influență S.-e. slăbi scăderea grosimii plăcilor sau benzi, și pentru frecvențe suficient de ridicate - utilizarea feritele miezuri (A se vedea Magnetodielectrics.).
C. și colab. Părțile S.-e. Este folosit în practică. Pe S.-e. pe bază de efect de ecranare electromagnetică. Astfel, pentru protecție de la transformator de putere câmp interferență spațiu extern care funcționează la o frecvență de 50 Hz, este aplicat ecran relativ gros de oțel feromagnetic; ecranare bobina funcționează la frecvențe înalte, ecranele sunt realizate dintr-un strat subțire de Al. Pe S.-e. pe bază de durificare suprafață de înaltă frecvență a produselor din oțel (vezi. Aparate de incalzire prin inducție).
Lit:. Netushil A. V. Polivanov K. M. Bazele electrotehnicii, t 3, M. 1956 .; Polivanov Teoria KM de Inginerie Electrică, Partea 3 - Teoria câmpului electromagnetic, MA 1975;. Neyman L. R. efect de piele în corpurile feromagnetice, AL -. M. 1949. A se vedea de asemenea referințe. la art. Metale.
IB Negnevitsky.