什么叫趋肤效应

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肌肤效应

肌肤效应

肌肤效应集肤效应(skin effect)又叫趋肤效应,表皮效应,当交变电流通过导体时,电流将趋于导体表面流过,这种现象叫集肤效应。

电流以较高的频率在导体中传导时,会聚集于导体表层,而非平均分布于整个导体的截面积中。

频率越高,趋肤效应越显著。

因为当导线流过交变电流时,根据楞次定律会在导线内部产生涡流,与导线中心电流方向相反,。

由于导线中心较导线表面的磁链大,在导线中心处产生的电动势就比在导线表面附近处产生的电动势大。

这样作用的结果,电流在表面流动,中心则无电流,这种由导线本身电流产生之磁场使导线电流在表面流动。

爬电现象、原理、原因、本质1、爬电现象在绝缘材料的性能降低时受天气等外界因素如空气湿度大,接连阴天霉雨季节,潮湿环境等使得带电金属部位与绝缘材料产生象水纹样电弧沿着外皮爬的现象,也有点象闪电一样.2、爬电原理两极之间的绝缘体表面有轻微的放电现象,造成绝缘体的表面(一般)呈树枝状或是树叶的经络状放电痕迹,一般这种放电痕迹不是连通两极的,放电一般不是连续的,只是在特定条件下发生,如天气潮湿、绝缘体表面有污秽、灰尘等,时间长了会导致绝缘损坏。

3、引起爬电现象的原因绝缘部分表面附着污秽,使绝缘部分绝缘强度下降,在空气潮湿发生爬电。

4、爬电的本质绝缘表面电压分布不均匀,造成局部放电。

5、发生爬电的环境发生爬电时电弧的长度受污秽的面积大小、空气湿度、电压高低因素影响。

在电缆的绝缘部分,绝缘材料的绝缘强度、防污秽附着、加长绝缘“距离”等性能会对爬电现象有影响尖端放电强电场作用下,物体尖锐部分发生的一种放电现象称为尖端放电,他属于一种电晕放电。

他的原理是物体尖锐处曲率大,电力线密集,因而电势梯度大,致使其附近部分气体被击穿而发生放电。

形式:尖端放电的形式主要有电晕放电和火花放电两种。

危害:1.引起火灾爆炸。

如上所述,由于火花型尖端放电的放电能量较大,因此很容易引起易燃易爆混合物的燃烧和爆炸,造成重大人身伤亡和财产损失。

趋肤效应名词解释

趋肤效应名词解释

趋肤效应名词解释
趋肤效应(英文名:"趋肤效应"或"surface area effect")是指当一个物体表面受到外力作用时,其表面的形状和大小会随着时间的推移而发生变化,而不是像其他物体一样保持不变。

这种现象最初被发现于力学研究中,后来也被应用于其他领域。

趋肤效应的定义可以描述为:当一个物体表面受到外力作用时,其表面的形状和大小会随着时间的推移而发生变化,直到外力作用在物体表面的全部面积上时,物体表面的形状和大小才会保持不变。

这是因为物体表面的面积随着外力作用时间的延长而逐渐减小,直到外力作用在物体表面的全部面积上时,物体表面的面积变得足够小,以至于不受外力作用时它的形状和大小也不会改变。

在物理学中,趋肤效应可以用来解释一些现象,例如当一个物体受到外力作用时,其表面的形状会发生变化,导致物体表面出现凸起或凹下去的波浪形。

这种现象可以用来描述船在风浪中的形状变化,以及汽车在行驶时轮子的形状变化。

在工程学中,趋肤效应可以用来设计更加复杂的机械系统,例如机器人的手臂和汽车的发动机。

除了力学和工程学外,趋肤效应在其他领域中也有应用。

例如,在计算机图形学中,趋肤效应可以用来处理三维图像,使得图像中的每个物体都能够保持其原来的形状,而不是被拉伸或压缩成一段段线段。

在生物学中,趋肤效应可以用来描述细胞表面的微小结构变化,以及基因表达和蛋白质结晶的变化。

趋肤效应是一个重要的物理和工程学现象,可以帮助我们更好地理解物体的形状变化和行为。

在实际应用中,我们需要更深入的研究和了解趋肤效应,以便设计出更加高效和可靠的机械系统。

趋肤效应讲解

趋肤效应讲解

趋肤效应趋肤效应指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,且电流集中在导体的“皮肤”部分的一种现象。

导线内部实际上电流变小,电流集中在导线外表的薄层。

结果导线的电阻增加,使它的损耗功率也增加。

这一现象称为趋肤效应(skineffect)。

趋肤效应:交流电通过导体时,在导体内部的电流是不均匀的,随着频率升高,电流会越来越趋近于导体表面,频率足够高时, 导体内部几乎没有电流,电流全部分布于导体表面。

这就导致了导体有效导电的截面积减少,电阻增大。

定理定义趋肤效应(skineffect)在计算导线的电阻和电感时,假设电流是均匀分布于他的截面上。

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。

另一种说法是,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。

对于工作于低频的细导线,这一论述仍然是可确信的。

但在高频电路中,电流变化率非常大,不均匀分布的状态甚为严重。

高频电流在导线中产生的磁场在导线的中心区域感应出最大的电动势。

由于感应的电动势在闭合电路中产生感应电流,在导线中心的感应电流最大。

因为感应电流总是在减小原来电流的方向,它迫使电流只限于靠近导线外表面处。

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。

趋肤效应简介趋肤效应最早在1883年贺拉斯·兰姆的一份论文中提及,只限于球壳状的导体。

1885年,奥利弗·赫维赛德将其推广到任何形状的导体。

趋肤效应使得导体的电阻随着交流电的频率增加而增加,并导致导线传输电流时效率减低,耗费金属资源。

在无线电频率的设计、微波线路和电力传输系统方面都要考虑到趋肤效应的影响。

趋肤效应应用:在高频电路中可用空心铜导线代替实心铜导线以节约铜材。

架空输电线中心部分改用抗拉强度大的钢丝。

虽然其电阻率大一些,但是并不影响输电性能,又可增大输电线的抗拉强度。

趋肤效应原理

趋肤效应原理

趋肤效应原理
趋肤效应原理,指的是人类对于与自身相似特征的事物更感兴趣,更容易产生亲近感。

这一原理在心理学中被广泛探讨,并且被应用于各个领域。

在人际关系中,趋肤效应原理解释了为什么人们更喜欢与和自己相似的人建立关系。

例如,同样是年轻人的交往更加频繁,因为他们有着相似的兴趣爱好和生活经历。

人们更容易产生共鸣和理解,从而更容易建立起亲密关系。

在广告和市场营销领域,趋肤效应原理被用来吸引消费者的注意力并提高产品的销售。

通过展示与目标消费者相似的形象、背景和价值观,营销策略可以激发消费者的共鸣,增加他们对产品的认同感,并促使他们购买。

此外,趋肤效应原理还被应用于教育领域。

教师可以通过与学生建立亲和力,更好地理解和满足他们的需求。

在教育环境中,趋肤效应可以促进学生参与课堂活动、加强学习效果。

总之,趋肤效应原理指出人们更倾向于与与自己相似的事物建立联系,这一原理在人际关系、市场营销和教育等领域都有重要应用。

通过了解和利用这一原理,我们可以更好地与他人建立关系,提高产品的销售和促进学习效果。

趋肤效应 集肤效应

趋肤效应 集肤效应

趋肤效应_集肤效应交变电流通过导线时,电流在导线横截面上的分布是不均匀的,导体表面的电流密度大于中心的密度,且交变电流的频率越高,这种趋势越明显,该现象称为趋肤效应(skin effiect),趋肤效应也称集肤效应。

趋肤效应(skin effect),在“GB/T2900.1-2008电工术语基本术语”中定义如下:由于导体中交流电流的作用,靠近导体表面处的电流密度大于导体内部电流密度的现象。

注1:随着电流频率的提高,趋肤效应使导体的电阻增大,电感减小;注2:在更一般的情况下,任何随时间变化的电流都产生趋肤效应。

一、趋肤效应原理趋肤效应实际上是涡流的体现,涡流是电磁感应的一种体现方式,但是,某些文献简单的认为,由于电流流过导体时,导体中心处的磁感应强度大,因电磁感应产生的感应电动势大,根据楞次定理,感应电动势将阻碍电流的变化,这种说法是错误的。

以截面为圆形的长直导线为例,其磁场分布如下图1所示。

图1、截面积为圆形的长直导线内部磁场分布图根据安培环路定理,磁场强度H沿闭合回路的线积分等于闭合回路包含的电流的代数和,与闭合回路之外的电流无关。

均匀材质的导体中,磁感应强度B与磁场强度成正比,选闭合回路为图中所述的各条磁力线,可知,越靠近导体中心,磁力线包围的电流越小,在导体轴线上,磁感应强度为零。

实际上,趋肤效应是涡流效应的结果,如图2所示:图2、涡流与趋肤效应如图,电流I流过导体,在I的垂直平面形成交变磁场,交变磁场在导体内部产生感应电动势,感应电动势在导体内部形成涡流电流i,涡流i的方向在导体内部总与电流I的变化趋势相反,阻碍I变化,涡流i的方向在导体表面总与I的变化趋势相同,加强I变化。

在导体内部,等效电阻变大,而导体表面的等效电阻变小,交变电流趋于在导体表面流动,形成趋肤效应。

趋肤效应使导线通过交变电流的有效截面积减小了,导线的电阻增大了。

趋肤效应下导体的等效电阻变化了,这个等效电阻,称为交流电阻,交流电阻与电流的频率有关,频率越高,交流电阻越大。

趋肤效应及相关

趋肤效应及相关
百科名片
趋肤效应导线内部实际上电流很小,电流集中在临近导线外表的一薄层。结果使它的电阻增加。导线电阻的增加,使它的损耗功率也增加。这一现象称为趋肤效应(skin effect)。
目录
Байду номын сангаас
定义
趋肤效应简介
趋肤效应解析
趋肤效应实验实验目的
实验器材
实验原理
实验操作与现象
注意事项
中文名称:趋肤效应 英文名称:skin effect 其他名称:集肤效应 定义:对于导体中的交流电流,靠近导体表面处的电流密度大于导体内部电流密度的现象。随着电流频率的提高,趋肤效应使导体的电阻增大,电感减小。 所属学科:电力(一级学科);通论(二级学科) 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
编辑本段趋肤效应解析
导体中的交变电流在趋近导体表面处电流密度增大的效应。在直长导体的截面上,恒定的电流是均匀分布的。对于交变电流,导体中出现自感电动势抵抗电流的通过。这个电动势的大小正比于导体单位时间所切割的磁通量。以圆形截面的导体为例,愈靠近导体中心处,受到外面磁力线产生的自感电动势愈大;愈靠近表面处则不受其内部磁力线消长的影响,因而自感电动势较小。这就导致趋近导体表面处电流密度较大。由于自感电动势随着频率的提高而增加,趋肤效应亦随着频率提高而更为显著。趋肤效应使导体中通过电流时的有效截面积减小,从而使其有效电阻变大。 趋肤效应还可用电磁波向导体中透入的过程加以说明。电磁波向导体内部透入时,因为能量损失而逐渐衰减。当波幅衰减为表面波幅的e-1倍的深度称为交变电磁场对导体的透入深度。以平面电磁波对半无限大导体的透入为例,透入深度为方程式中ω为角频率,γ为导体的电导率,μ为磁导率。可见透入深度的大小与成反比。电磁波在导体中的波长为2z0,趋肤效应是否显著也可以由导体尺寸与其中电磁波波长的比较来判断。如果导体的厚度较导体中这一波长大,趋肤效应就显著。 对金属零件进行高频表面淬火,是趋肤效应在工业中应用的实例。

趋肤效应的普通物理解释

趋肤效应的普通物理解释
湿度变化和人体的趋肤效应之间存在着密切的联系。

趋肤效应指的是在相同环境温度条件下,当空气湿度变化时,人们的肤觉可能显示出不同的感受,比如感到炎热,寒冷,闷热,凉爽等等。

它是由人体湿散热不均匀时温度和湿度之间不同的相互作用所致。

具体而言,人体湿散热不均匀是指当空气湿度升高时,空气中的水分会吸收更多的热量,使物质温度上升,有利于人体散热,使人感到温暖;相反,当空气湿度降低时,空气中的水分将放出较多的热量,使物体温度变低,因而人体无法散热,使人感到寒冷。

另外,湿度还会影响人体皮肤表面的反射率,湿度较低时皮肤表面的反射率会升高,即空气中所藏的红外线会反射回人体,使室内热觉得更加强烈;而湿度较高时人体皮肤表面反射率会降低,空气中所藏的红外线会被吸收,因而室内寒感会加重。

此外,空气环境中的水分浓度还会影响人体的热量传输,当空气湿度增加时,水分在空气中的浓度也会增加,使热量在空气中的传输更容易,使环境温度变高,从而让人们感到闷热;而当空气湿度降低时,水分在空气中的浓度变少,使热量在空气中的传递变得不容易,使环境温度变低,从而给人们带来感觉较为凉爽。

总之,空气湿度变化可能会引起人们肤觉的变化,进而产生趋肤效应,这可以由物理解释。

人体湿散热不均匀,湿度影响反射率,水分浓度影响热量传输,都是湿度变化和人体趋肤效应之间的一些普通物理过程。

趋肤效应_集肤效应

一趋肤效应_集肤效应 交变电流通过导线时,电流在导线横截面上的分布是不均匀的,导体表面的电流密度大于中心的密度,且交变电流的频率越高,这种趋势越明显,该现象称为趋肤效应(skin effiect),趋肤效应也称集肤效应。

趋肤效应( skin effect),在“GB/T 2900.1-2008 电工术语 基本术语”中定义如下: 由于导体中交流电流的作用,靠近导体表面处的电流密度大于导体内部电流密度的现象。

注1:随着电流频率的提高,趋肤效应使导体的电阻增大,电感减小; 注2:在更一般的情况下,任何随时间变化的电流都产生趋肤效应。

与趋肤效应同时存在的还有邻近效应,变频器输出含有丰富的高次谐波,高次谐波电流将在电机的绕组中产生邻近效应和趋肤效应及在铁芯中产生的谐波涡流损耗和谐波磁滞损耗不可忽视。

邻近效应的原理以及相关研究>>>趋肤效应原理 趋肤效应实际上是涡流的体现,涡流是电磁感应的一种体现方式,但是,某些文献简单的认为,由于电流流过导体时,导体中心处的磁感应强度大,因电磁感应产生的感应电动势大,根据楞次定理,感应电动势将阻碍电流的变化,这种说法是错误的。

以截面为圆形的长直导线为例,其磁场分布如下图1所示。

图1、截面积为圆形的长直导线内部磁场分布图 根据安培环路定理,磁场强度H沿闭合回路的线积分等于闭合回路包含的电流的代数和,与闭合回路之外的电流无关。

均匀材质的导体中,磁感应强度B与磁场强度成正比,选闭合回路为图中所述的各条磁力线,可知,越靠近导体中心,磁力线包围的电流越小,在导体轴线上,磁感应强度为零。

实际上,趋肤效应是涡流效应的结果,如图2所示:二三四图2、涡流与趋肤效应 如图,电流I流过导体,在I的垂直平面形成交变磁场,交变磁场在导体内部产生感应电动势,感应电动势在导体内部形成涡流电流i,涡流i的方向在导体内部总与电流I的变化趋势相反,阻碍I变化,涡流i的方向在导体表面总与I的变化趋势相同,加强I变化。

趋肤效应原理

趋肤效应原理
趋肤效应,又称皮肤效应,是指人体皮肤对外界刺激的一种生理反应。

这种反应是由于皮肤的特殊性质和功能所致,它使人体对外界刺激有一种特殊的感受和反应。

趋肤效应是一种自然的生理现象,它对人体的健康和生活有着重要的影响。

首先,趋肤效应是人体对外界环境的一种自我保护机制。

当人体皮肤受到外界刺激时,会产生一种自动的生理反应,以防止外界刺激对皮肤造成伤害。

这种反应可以使人体迅速做出适当的反应,以保护皮肤的完整性和健康。

其次,趋肤效应还可以影响人体的情绪和心理状态。

人体的皮肤是人体与外界环境的重要接触面,它的状态和感受会直接影响到人的情绪和心理状态。

当皮肤受到外界刺激时,人体会产生相应的情绪和心理反应,这种反应可以影响到人的情绪和心理状态。

此外,趋肤效应还可以改变人体的生理功能。

人体皮肤的感受和反应会引起人体内部生理功能的变化,这种变化可以对人体的健康和生活产生重要的影响。

例如,当人体皮肤受到寒冷刺激时,会引起血管收缩,以保持体温平衡;而当皮肤受到热刺激时,会引起
血管扩张,以散发体内热量。

总的来说,趋肤效应是人体皮肤对外界刺激的一种生理反应,它对人体的健康和生活有着重要的影响。

趋肤效应是一种自然的生理现象,它可以使人体对外界刺激有一种特殊的感受和反应,从而保护皮肤的完整性和健康,影响人体的情绪和心理状态,改变人体的生理功能。

因此,我们应该重视趋肤效应,合理利用它对人体的积极影响,以促进人体健康和生活质量的提高。

趋肤效应原理

趋肤效应原理
趋肤效应原理是指人们对于与自身颜值和形象相符的人、物、事物更加青睐和偏好的心理倾向。

根据人们先天或后天形成的审美观念,他们倾向于对与自己相似的外貌、特征或风格感兴趣和喜爱,而对与己相异的外貌、特征或风格则缺乏兴趣。

这种趋肤效应在各个领域都有体现,尤其在广告、媒体和消费品推广方面。

例如,广告策划人员会选择与目标受众相似的模特来展示产品,以吸引目标受众的注意力并增加其兴趣和购买欲望。

此外,媒体也倾向于报道和讨论受众群体中更具代表性的人物和事物,因为这样更容易引起观众的共鸣和认同。

在日常生活中,趋肤效应也会对人际交往产生影响。

人们往往更容易与与自己相似的人建立亲密关系,并认为他们更值得信任和合作。

这种心理倾向可以解释为人们倾向于追求与自己具有相似观念、兴趣和价值观的朋友和伴侣,以增加彼此的共鸣和默契。

然而,趋肤效应并非完全是一种优势。

如果过度依赖此种效应,人们可能会陷入信息闭塞和偏见的困境中,难以接受和理解与自己外貌、特征或风格相异的事物。

因此,我们应该保持开放的心态,尽可能接触和接纳不同的观点和人群,以培养更广泛的视野和理解力。

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什么叫趋肤效应?趋肤效应的定义对于每个电气参数,必须考虑其数值有效时的频率范围。

传输线的串联电阻也不例外。

与其他参数一样,它也是频率的函数。

图4.10画出了RG-58/U和等效串联电阻与频率的函数曲线。

图中采用对数坐标轴。

图4.10以相同的坐标轴绘出了感抗WL的曲线。

当频率低于W=R/L时,电阻超过感抗,电缆表现为一个RC传输线。

当频率高于W=R/L时,电缆是一个低损耗传输线。

当频率高于0.1MHZ时,串联电阻开始增大。

这导致更多的衰减,但相位保持线性。

这种电阻的增加称为趋肤效应(SKIN EFFECT)。

传播因数的实部和虚部((R+JWL)(JWC))1/2在图4.11中绘出,损耗单位为标培,相位单位为RAD(弧度)。

1奈培等于8.69DB的损耗。

图中显示了RC区域、固定衰减区域和趋肤效应区域。

如图所示,相对于RC区域和趋肤效应区域,低损耗区域非常窄。

是什么导致了趋肤效应,它与导体外表层有什么关系呢?1、趋肤效应的机理在低频时,电流在导体内部的分布密度是均匀的。

从导线的截面图看,中心和边缘区域电流的流量是相同的。

在高频时,导线表面的电流密度变大,而中心区域几乎没有电流流过。

电流分布的变化如图4.12所示,低频时电流均匀地填满整个导线,高频时电流只从接近导线表面的地方流过。

为了形象地证明高频条件下电流的分布,首先假设导线纵向切成多层同心的长管,就像树桩上的年轮。

自然对称的形状可以阻止电流在环间流动,所以必须无误差地切割,所有电流绝对平行于导线的中心轴。

现在导线被切成许多环,我们可以分别考虑每个环的电感。

靠近中心的环,像长而薄的管道,比外部的环有更大的电感。

我们知道,在高频条件下,电流将从电感更低的通路流过。

因此,高频条件下可以预计从外环通路流过的电流比内环更多。

实际上正是如此。

在高频条件下,绝大多数的电流聚集在靠近导体的外表面。

趋肤效应的作用力甚至比仅仅基于各个环管电感的预测作用更显著,实际上,环管间的互感也迫使电流紧贴着导线的外表面流过。

电流渗透的平均深度,称为趋肤深度。

在高频条件下,趋肤深度是相当薄的。

随着向内部的接近,在趋肤效应作用下,导体内部电流密度按指数规律下降,平均电流深度是频率W、导体的磁介系数U、电阻系数P的函数:由于大多数电流在导体表面附近的一个薄的管道中流动,可以想象这个导体的视在电阻会大大增加。

增加的大小是趋肤深度的函数。

导体的视在电阻与电流流经的深度成反比。

上式表明,趋肤深度与频率的平方根成反比。

综合这些因素,导体的AC电阻与频率的平方根成正比增长。

趋肤深度是材料的一个属性,随导体材料的整体导电率的不同而变化。

它不是导体形状的函数。

图4.13绘出了铜的趋肤深度与频率的函数曲线。

图4.13中的第二条曲线给出了AWG24图形铜导线的电阻相对于频率的变化。

当频率足够低时,趋肤深度等于或大于导线的半径,我们只考虑导线的总DC阻抗(电流分布在整个导体内)。

当趋肤深度小于导线半径时,每个英寸的电阻与频率的平方根成正比增长。

下式给出了趋肤深度在有限范围内的电阻。

其中,D=线路直径,INRAC=AC阻抗,Ω/INPR=相对电阻系数(相对于铜)铜=1.00F=频率,HZ在实践中,运用上式存在的问题是,低频时得出的电阻值为零。

我们知道,直流时导线电阻是一个非零值。

下式试图将AC和DC电阻模型合并到一个公式中。

对于该复合模型,没有一个封闭型的解:下式仅仅是一个有用的近似。

这一方程工更好地模拟了物理现实:低频时电阻保持常数,高频时电阻随频率的平方根成正比增长。

电阻开始增长时的频率,等于趋肤深度开始小于导体厚度时的频率。

对于圆形导体临界深度等于导体半径。

对于扁平的矩形导体,例如印刷电路板走线,临界深度为导体厚度的一半。

对于方形导体,采用上两式时,用方形导体的周长替代πD,以英寸为单位。

表4.1列出了各种导体中趋肤效应开始起作用的频率。

如果趋肤效应是一种表面化现象,那么增大表面面积应该对趋肤效应有所帮助。

LITZ电缆正是这样做的。

一段LITZ电缆多股导线构成,每股导线彼此之间都是绝缘的,以特定的绞合方式编织到一起。

这一绞合保证了每股导线都受一同样大小的磁力作用,使得每股导线中流过的电流相等。

多股导线使总表面积增大,降低了趋肤效应的电阻。

LITZ电缆用于巨型超导电电磁线圈以及频率可达1MHZ的电机转子中。

超过这个频率,使每股导线中的电流保持均衡就变得几乎不可能了。

本文来自: 原文网址:/info/application/5417_2.html2、趋肤效应区的频率响应用式()替代式()中的R,可以预测出工作在趋肤效应区的传输线的衰减和相移。

以DB为单位的传输损耗与电阻成正比,式()。

电阻与频率的平方根成正比。

所以衰减的分贝数必然与频率的平方根成正比。

这一结果清楚地显示在RG-174/U衰减曲线中,见图4.14。

介绍传输线理论的文章常常重点关注图4.14的中心区域,位于RC区和趋肤效应区之间。

在这个中心区域,电缆衰减随频率的变化是平坦的,不存在相位失真,而且特性阻抗也是平坦的,在这个区域,电缆看起来是理想状态。

在实际情况中,即使这个理想的工作区域存在,也是在很窄的范围以内。

在趋肤效应区,电缆的长度减少一半会使它的频率响应有4倍的改善。

这是因为衰减与电阻和长度之积成正比。

当我们减少一半的长度,衰减也将减少一半。

当我们把频率增加4倍时,衰减则增加两倍。

对于普通的数字传输线,总电阻限制在式()的条件之内就仍然可以使用,但阻抗呈现出随频率而变化的特性。

以数字转折频率点的趋肤效应电阻代入式(),会得到一个保守的精确结果。

坚持这一准则,我们的传输电路总是会工作得很好,实际通过的上升沿将不会失真。

长距离的数字传输系统,采用的数据接收器比通常的TTL电路具有更大的电压容限,可以容忍大于0.2DB的损耗。

损耗预算越大,可以使电路的工作距离越长。

采用式()直接算出数字转折频率处的预期损耗。

在前式中加入趋肤效应电阻式()作为R 项。

在数字转折频率处限定损耗不超过0.5DB,可以使每个上升沿的95%的幅值都能通过。

如果能够容忍一定程度的上升时间劣化,那么当计算0.5DB损耗的限定时,可以使用其转折频率值来算出到达接收器时所希望的信号上升时间。

长距离通信的另一个技巧是使数据编码具有相同数量的1和0,然后让它通过一个交流耦合网络。

这个交流耦合的网络去除了数字信号中由驱动器产生的任何直流偏置分量。

其结果是波形的高电平和低电平偏移相等。

这个信号的接收器应该具有一个精确的过零决门限。

这一方法能够容忍更大数量的衰减。

限制了连续1或0的最大数目的传输编码还能够容忍更大一些的衰减。

图4.15举例说明了对于一个编码长度受限的系统,最坏情形下的码型。

在A点,数据发送器开始传输一长串连续的1。

在B点该长电缆的有限频率响应已经上升到一个最大值。

在C点,这个小的数据脉冲通过,该数据脉冲的有效效率是FCLK/2,而整个数据码型的有效频率为FCLK/4N。

如果这个电缆在FCLK/2处的频率响应幅值是在FCLK/4处幅值的一半,那么C点脉冲决不可能超过零点门限,而接收器也无法检测到它。

一个良好的习惯做法是,保证电缆足够短,以使一个编码长度受限系统相应的频率响应之比大于7:10:超出这个距离限制,就需要采用模拟信号的均衡方式。

3、趋肤效应区内的传输线阻抗一旦越过临界频率R/L,WL项随W呈线性增长,而R(W)项因趋肤效应项也会与W1/2成正比增长。

R(W)项相对于WL值一直很小,因此由式()给出的阻抗值仍然固定在(L/C)1/2。

传输线的输入阻抗受趋肤效应的影响并不大。

本文来自: 原文网址:/info/application/5417_3.html趋肤效应的图形化解释今天在看《高速数字设计》,看到趋肤效应的时候,对于趋肤效应的产生原因,书上一带而过,没有完全看明白,自己查了一些资料,有个图形化的解释不错,拿出来分享一下。

变电流通过导线时,电流密度在导线横截面上的分布将是不均匀的,并且随着电流变化频率的升高,电流将越来越集中于导线的表面附近,导线内部的电流却越来越小,这种现象称为趋肤效应。

图11-12表示了不同频率的电流通过导线时,电流密度在横截面上分布的情形。

由图可见,当电流的频率在1khz以下时,趋肤效应不明显,而达到100khz时,电流明显地集中于表面附近。

趋肤效应的原因就是涡流。

当交变电流i通过导线时,在它的内部和周围空间就产生环状的交变磁场b,而在导线内部的交变磁场激发了涡流i,如图11-13所示。

根据楞次定律,感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因的,所以涡流i的方向在导体内部总是与电流i的变化趋势相反,即阻碍i的变化,而在导体表面附近,却与i的变化趋势相同。

于是,交变电流不易在导体内部流动,而易于在导体表面附近流动,这就形成了趋肤效应。

趋肤效应的产生,使导线通过交变电流的有效截面积减小了,导线的电阻增大了。

为改善涡流所造成的这种不利情形,通常采用两种方法:一种方法是采用相互绝缘的细导线束来代替总截面积与其相等的实心导线,这种方法实际上是抑制涡流;另一种方法是在导线表面镀银, 这种方法实际上是降低导线表面的电阻率。

趋肤效应和集束效应电子学习2009-11-24 16:31:24 阅读290 评论0 字号:大中小在低频的情况下,导体内部的电流密度是均匀的,在中心流动的电流和边缘的电流密度是相同的。

但当频率逐步增加时,流动电荷会渐渐向边缘靠近,甚至中间将没有电流通过。

与此类似的还有集束效应,现象是电流密集区域集中在导体的内侧,见下图:这两种现象不同之处在于前者与频率密切相关,而后者主要和导线中心距与直径的比值有关。

这里我们主要考虑趋肤效应,计算趋肤深度S(Skin Depth)的公式如下:S=这里P表示导体的电阻率,ω代表频率(单位:弧度/秒),μ代表圆周方向的磁率。

从公式可以看到,趋肤深度和频率的平方根成反比。

由于趋肤效应引发的关键问题是导体电阻的增加,传输线的总电阻为:(Δ)其中RDC是直流电阻,它不随频率的变化而变化,RAC(f)是指交流电阻,它的大小为:D是指导体的直径,f指频率,pr是指以1盎司沉铜为基准的相对电阻率。

Δ方程表现出来的物理意义为:当低频的时候,不考虑交流电阻,所以导体的电阻是恒定的,随着频率的增加,当达到一定的频率时,总的电阻开始正比于频率的平方根,这个临界频率就是在趋肤效应出现的时候,也就是当趋肤深度小于等于导体厚度的时候,对于圆形的导体,临界状态是趋肤深度等于导体的半径,对于PCB板上的微带线来说是趋肤深度等于导体厚度的一半。

从实际情况看,对于通常的1盎司沉铜,5MIL线宽的PCB板来说,当频率达到14MHZ就会产生趋肤效应。

那么,趋肤效应在实际的布局布线中有什么具体影响呢?对于较短的传输线,我们把它当作是理想的,可以不考虑传输过程中的耗损,但实际电路中,尤其是长距离传输的电路,就不能不考虑传输线电阻存在而导致的额外耗损。

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