Svaki je zaljubljenik u elektrotehniku barem jednom morao čuti za nerazumljivu električnu manifestaciju koja se naziva površinski ili "efekt kože". Onima koji još uvijek ne znaju što je to, objašnjenja u članku pomoći će im da se upoznaju s ovom pojavom. Uz to, ovdje možete saznati kako se to primjenjuje u praksi.
Što je učinak kože?
Prvo, morate razumjeti koji je površinski efekt, koji je u tehničkoj literaturi definiran kao smanjenje amplitude oscilacija e / m pri prodiranju u provodni medij. U tom su slučaju pomični naboji pod utjecajem e / m polja iz dubine vodiča pomaknuti bliže njegovom gornjem sloju. Kao rezultat, struja postaje nehomogena u svojoj strukturi, što se očituje smanjenjem gustoće naboja u središnjem dijelu u odnosu na periferiju.
Dubina do koje prolaze naboji može se odrediti sljedećim izrazom:
Odnosno, navedena ovisnost može se formulirati na sljedeći način: s porastom frekvencije izmjenične struje smanjuje se dubina njezina prodiranja u tijelo vodiča. Dvostrukim povećanjem učestalosti, ovaj će se pokazatelj smanjiti na kvadratni korijen iz 2.
Značajke trenutne distribucije
Da bismo jasno zamislili kako se struja raspoređuje u krugu vodiča u presjeku, dovoljno je proučiti donju fotografiju.
Iz nje se jasno vidi da na određenoj dubini bliže središtu žice ili uopće nema struje, ili je njezina vrijednost toliko mala da se zanemaruje.
Iz toga slijedi niz zanimljivih zaključaka, naime:
- prilikom izrezivanja iz tijela vodiča njegovog središnjeg dijela, kroz koji struja praktički ne teče, uvjeti za kretanje naboja se ne mijenjaju;
- ako je bakrena žica izrađena šuplje (bez jezgre), njezine će elektroprovodljive karakteristike ostati iste, a troškovi će se znatno smanjiti;
- indikator vodljivosti ostat će isti, promijenit će se samo njegova induktivnost i kapacitet.
Iz dobivenih rezultata proizlazi da složeni otpor bilo kojeg vodiča ne ovisi samo o materijalu od kojeg je izrađen, već i o frekvenciji protočne struje. S velikim vrijednostima ovog pokazatelja, gotovo svi naboji počet će se kretati duž površine (vanjske granice) žice, odnosno imat će izravan kontakt s vanjskim okolišem.
Primjena kožnog učinka
Ovisnost snage struje u žici o frekvenciji signala omogućuje prijenos električnih poruka različite frekvencije kroz jedan kabel. U tom su slučaju visokofrekventni signali pomaknuti prema vanjskom radijusu, a niskofrekventni signali teku bliže središtu.
Visokofrekventni komunikacijski sustavi uređeni su i rade prema naznačenom principu. U njima istodobno teče struja frekvencije od 50 Herca kroz opskrbne žice i preko njih se ostvaruje telefonska komunikacija između dviju strana (posebno službenika i dispečera). Zbog prisutnosti učinka kože, monolitne žice velikog presjeka rijetko se koriste (najčešće su izrađene nasukane).