导线肌肤效应及集肤深度的计算公式，集肤深度与电流频率之间的关系——武汉松杉汽车音响改装

集肤效应（趋肤效应）当导体中通过交变电流时，因集肤效应和邻近效应会产生电阻的附加损耗。如下图2-1和图2-2...



集肤效应（趋肤效应）

当导体中通过交变电流时，因集肤效应和邻近效应会产生电阻的附加损耗。如下图2-1和图2-2所示为交变电流通过长直导体产生的集肤效应和邻近效应的计算结果。



图2-1 载流长直导线的趋肤效应



图2-2 载流长直导线的邻近效应

由图2-1可以看出，对于截面积比较大的圆导体，交变磁通感应电动势和涡流场的影响将导致导体中的电流分布不均匀，出现集肤效应，导体的损耗将增加。通常，用集肤效应损耗系数来表示这部分附加损耗。集肤效应的大小可以用电磁波在导体内部渗入深度δ（集肤深度）来表示，集肤深度公式如下：



式中：

• ξ——导体电导率，且ξ=1/ρ，ρ为导体电阻率
• μ——导体材料的磁导率
• δ——集肤深度
• ω——角频率，且ω=2πf，f为电流频率（磁场频率）

所以公式可以变化



集肤效应并非只针对频率较高的场合，事实上，对于50赫兹的普通工频交流电，当导线为普通铜材料时，我们也可以计算出它的集肤深度，如下：



所以他的集肤深度是9.4mm。

也就是说，若铜导线的直径大于2*9.4=18.8mm，尽管此时流过导线的电流只是普通50赫兹交流电，但它也会呈现趋肤效应。所以，工程设计中，特别地，变压器和电感器设计应考虑铜线的趋肤效应，通过计算趋肤深度来选择铜线线径。

此时，铜线的趋肤深度近似计算公式δ=6.66/√f（cm），f为电路工作频率（单位Hz），所选铜线直径≤2δ。

所以，尽管只是50赫兹的交流电，但也一定要注意不要让导线的连接处叠厚超过2δ。大家可以根据这里面的公式计算一下汽车音响的高音喇叭线的集肤深度是多少？是否会有集肤效应？接下来我们来扩展一些关于导线的邻近效应的知识，简单的介绍一下两条相邻导线之间的相互影响。

邻近效应

邻近效应是两相邻载流导体间电磁场的相互作用使两导体内部产生电流线分布不均匀的现象。如果两相邻导体中电流方向相同，则相邻侧电流密度比非相邻侧的小，如果两相邻导体中的电流方向相反，则相邻侧电流密度比非相邻侧大。

邻近损耗系数和导体尺寸，两导体相隔距离有关系：



式中：

• ρ——导体的电阻率
• d——导体直径
• f——电流频率

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