Setiap pecinta teknik kelistrikan setidaknya sekali harus mendengar tentang manifestasi listrik yang tidak dapat dipahami yang disebut permukaan atau "efek kulit". Bagi mereka yang masih belum mengetahui apa itu, penjelasan yang disajikan dalam artikel akan membantu mereka mengenal fenomena ini. Selain itu, di sini Anda dapat mengetahui bagaimana penerapannya dalam praktik.
Apa itu efek kulit?
Pertama, Anda perlu memahami apa itu efek permukaan, yang didefinisikan dalam literatur teknis sebagai penurunan amplitudo osilasi e / m saat penetrasi ke dalam media konduktor. Dalam hal ini, muatan bergerak di bawah pengaruh medan e / m dari kedalaman konduktor dipindahkan lebih dekat ke lapisan atasnya. Akibatnya, arus menjadi tidak homogen dalam strukturnya, yang memanifestasikan dirinya sebagai penurunan kerapatan muatan di bagian tengah sehubungan dengan perifer.
Kedalaman penetrasi muatan dapat ditentukan dengan ekspresi berikut:
Artinya, ketergantungan yang ditentukan dapat dirumuskan sebagai berikut: dengan peningkatan frekuensi arus bolak-balik, kedalaman penetrasi ke badan konduktor berkurang. Dengan peningkatan frekuensi dua kali lipat, indikator ini akan turun ke akar kuadrat 2.
Fitur distribusi saat ini
Untuk membayangkan secara visual bagaimana arus didistribusikan dalam putaran konduktor dalam penampang, cukup mempelajari foto di bawah ini.
Jelas terlihat dari itu bahwa pada kedalaman tertentu yang lebih dekat ke pusat kawat tidak ada arus sama sekali, atau nilainya sangat kecil sehingga diabaikan.
Sejumlah kesimpulan menarik mengikuti dari ini, yaitu:
- ketika memotong dari badan konduktor bagian tengahnya, yang melaluinya arus praktis tidak mengalir, kondisi pergerakan muatan tidak berubah;
- jika kawat tembaga dibuat berlubang (tanpa inti), karakteristik konduktif listriknya akan tetap sama, dan biayanya akan berkurang secara signifikan;
- indikator konduktivitas akan tetap sama, hanya induktansi dan kapasitansi yang akan berubah.
Dari hasil yang diperoleh, dapat disimpulkan bahwa resistansi kompleks dari setiap konduktor tidak hanya bergantung pada bahan dari mana ia dibuat, tetapi juga pada frekuensi arus yang mengalir. Dengan nilai besar dari indikator ini, hampir semua muatan akan mulai bergerak di sepanjang permukaan (batas luar) kabel, artinya, mereka akan bersentuhan langsung dengan lingkungan luar.
Menerapkan efek kulit
Ketergantungan daya arus pada kabel pada frekuensi sinyal memungkinkan transmisi pesan listrik dengan periodisitas yang berbeda melalui satu kabel. Dalam hal ini, sinyal frekuensi tinggi digeser ke arah radius luar, dan sinyal frekuensi rendah mengalir lebih dekat ke pusat.
Sistem komunikasi frekuensi tinggi diatur dan beroperasi sesuai dengan prinsip yang ditunjukkan. Di dalamnya, arus dengan frekuensi 50 Hertz secara bersamaan mengalir melalui kabel suplai dan komunikasi telepon antara kedua pihak (petugas dan dispatcher, khususnya) direalisasikan melalui mereka. Karena adanya efek kulit, kabel monolitik penampang besar jarang digunakan (paling sering dibuat terdampar).