集肤效应是在交流配电时发生于导线上的一个现象,即导线内的电流会集中到线路的表面,而不是均匀分布于导线内,就导线的横切面来看,导线的核心部位将不会运载电流,即没有电流流过,而只在导线周缘部分会有电流流通,简单而言即是电流集中在导线的外肤部位传导、流动,所以称为集肤效应. 载流导线要产生磁场.首先研究单根导线磁场.载流导线总是两条线,假设电流的回流线相距非常远,回流线磁场不会对单根载流导线的磁场产生影响.
如果流过导线的电流是直流或低频电流I,在导线内和导线的周围将产生磁场B,磁场从导体中心向径向方向扩展开来.在导体中心点,磁场包围的电流为零,磁场 也为零;由中心点向径向外延伸时,包围的电流逐渐加大,磁场也加强,当达到导体表面时,包围了全部电流,磁场也最强(H=I/πd-d 为导线直径).在导体外面,包围的电流不变,离开导线中心越远,磁场也越弱.
沿导线长度的横截面,低频电流在整个截面上均匀分布.当导体通过高频电流i 时,变化的电流就要在导体内和导体外产生变化的磁场垂直于电流方向.根据电磁感应定律,高频磁场在导体内沿长度方向的两个平面L 和N 产生感应电势.此感应电势在导体内整个长度方向产生的涡流阻止磁通的变化.这样主电流和涡流之和在导线表面加强,越向导线中心越弱,电流趋向于导体表面. 这就是集肤效应.
