趋肤效应

趋肤效应

当导体中有交流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体的“皮肤”部分，也就是说电流集中在导体外表的薄层，越靠近导体表面，电流密度越大，导体内部实际上电流较小。结果使导体的电阻增加，使它的损耗功率也增加，这一现象称为趋肤效应(skin effect)。

原理

在计算导线的电阻和电感时，假设电流是均匀分布于它的截面上。但严格说来，这一假设仅在导体内的电流变化率（di/dt）为零时才成立。导线通过直流（dc）时，能保证电流密度是均匀的，或者电流变化率很小，电流分布仍可认为是均匀的。

但在高频电路中，电流变化率非常大，不均匀分布的状态十分严重。电流主要集中于导体表面的红色部分，导体内的电流密度呈指数递减。效应产生的原因主要是变化的电磁场在导体内部产生了涡旋电场，与原来的电流相抵消。

当导体流过电流，由右手螺旋法则可知，产生的感应电动势的方向，产生磁力线。如果导体中的电流增加，则由于电磁感应效应，导体中产生如图 方向的涡流。涡流的方向加大了导体表面的电流，抵消了中心线电流，对导体的表现为电流向导体表面聚集。

趋肤深度的计算

其中：∆为透入深度（m）； ρ：导体的电阻率（Ωm）； μ：导体材料的磁导率（H/m）；𝑓：电流频率 Hz； ω：角频率（rad/s）,ω=2π𝑓； 𝜎：磁导率（S/m）。

在交流电传输线路设计中，电流集中在导体的表面，导致实际电流截面减小，电阻增加，必须考虑集肤效应的影响