降低趋肤效应的方法
如何降低趋肤效应
如何降低趋肤效应⼀趋肤效应的影响在长直导体的截⾯上，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。
当频率很⾼的电流通过导线时，可以认为电流只在导线表⾯上很薄的⼀层中流过，这等效于导线的截⾯减⼩，电阻增⼤，⼤⼤降低了导体材料的有效利⽤率。
⼆定义当交变电流通过导体时，导体内部实际上没有任何电流，电流集中在临近导体外表的⼀薄层，这⼀现象称为趋肤效应（也称集肤效应）。
三趋肤效益具体解析导线通过直流（dc）时，能保证电流密度是均匀的。
但只要电流变化率很⼩，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产⽣最⼤的感应电动势。
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。
这样，趋肤效应使导线型传输线在⾼频（微波）时效率很低，因为信号沿它传送时，衰减很⼤。
如图所⽰，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（图中1-2-3和4-5-6）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产⽣感应电动势。
此感应电势在导体内沿长度⽅向产⽣的涡流(a-b-c-a和d-e-f-d)阻⽌磁通的变化。
可以看到涡流的a-b和e-f边与主电流O-A⽅向⼀致，⽽b-c边和d-e边与O-A相反。
这样的主电流和涡流之和在导体表⾯加强，越向导线中⼼越弱，电流趋向于导体表⾯。
关于趋肤深度
( S )，所传
( mm2 ) ( S )，传送
6
206。
减低趋肤效应的方法
由于电流趋肤效应的存在，使得导线的有效载流面积减小，导线对交流电流的电阻
电阻；只有导线的趋肤效应面积和导线本身的截面相等时，导线的交流电阻最小，此时有
Sf =S Rac =Rdc
式中
Sf -- 交流趋肤效应面积Rdc -- 导线的直流电阻
因此，减低趋肤效应电阻的最直接的方法，就是改变导线截面的形状，尽量使趋肤导线截面面积相同。
6-1用多股细线并联代替单根导线来减低趋肤效应的影响：
对于直径为D 的圆铜导线，如果传送电流的频率为 f (Hz)，保持交流载流密度Jf 和直流载流J 相当，最佳减低趋肤效应电阻的方法是用多股 S = Sf 的细线替换，每股细线的直径为：
细线的股数为：
D 2Df
2
例如，电流 I = 10A ，电流密度J = 5.66A/mm 2，单股导线的直径为：
附：热态温升估算：
1
N =
Df =
2.085
2倍的趋
的电阻率（
线，其在20为 b
，其在20
Irms
概算条件：①在20℃的无风空间
②按55%辐射和45%对流组合方式散热；
③未考虑导线绝缘膜厚度对散热的影响。
交流电流的电阻大于导线的
交流电阻最小，此时有：
S -- 导线截面面积
Rac -- 导线的交流电阻
使趋肤效应面积和
流载流密度Jf 和直流载流密度
，每股细线的直径为：
载流密度Jf
m x 10mm)。
pcb趋肤效应
pcb趋肤效应
摘要：
1.趋肤效应的定义
2.趋肤效应在PCB 设计中的应用
3.趋肤效应对信号传输的影响
4.如何降低趋肤效应的影响
5.总结
正文：
趋肤效应是指在高频电路中，电流主要集中在导线表面的现象。
这是由于电磁场在导线表面的分布不均匀所导致的。
在PCB 设计中，趋肤效应是一个不可忽视的因素，它直接影响到信号的传输质量和效率。
在PCB 设计中，趋肤效应主要表现在以下几个方面：首先，趋肤效应会导致电流在导线表面的分布不均，这可能会引发信号传输过程中的失真。
其次，趋肤效应会降低信号传输的效率，因为电流在导线表面的分布不均会导致导线的有效导电面积减小。
最后，趋肤效应还会增加信号传输过程中的损耗，因为导线表面的电流密度较大，会产生更多的热量。
为了降低趋肤效应的影响，设计人员需要采取一些措施。
首先，可以增加导线的直径，以增加导线的有效导电面积，减小趋肤效应的影响。
其次，可以改变导线的布局，使得电流在导线表面的分布更加均匀。
最后，还可以使用特殊的材料和工艺，以降低趋肤效应的影响。
总的来说，趋肤效应在PCB 设计中是一个不可忽视的因素，它直接影响
到信号的传输质量和效率。
新型导线特性及在输电线路中的应用
新型导线特性及在输电线路中的应用发《中国电业》2021年20期摘要：目前，高压输电呈现新的特点。
为与之适应，导线作为电能传送的载体，也逐渐发展出新的特性和类型。
本文分析了以耐热铝合金导线为主的增容导线、包含铝合金芯导线的节能导线及用于覆冰区域的融冰导线等新型导线的特性及应用现状，为各类型新型导线在工程中的应用提供参考。
关键词：输电线路、增容导线、节能导线、融冰一、前言随着时代进步及社会经济发展，电力输送呈现出一些新的特点：在经济发达地区，电力需求随城市建设急剧升高，在经过多年建设而线路走廊通道日趋紧张的现状下，利用原通道、已建铁塔架设增容导线满足电力需求的增长已成为可行的方案；在输电技术不断进步的今天，高电压、大容量、长距离输电已成为现实，如何减少电力传输过程中的能量损耗愈发重要，得益于新材料、新技术、新工艺的的进步，电力线路正积极应用节能导线来减少电能损耗；新型导线还应用于覆冰区域，通过导线的特性实现导线融冰，增强线路抵御风雪等恶劣天气的能力。
下文将依次对新型导线的特性及应用进行介绍。
二、增容导线及应用增容导线通常为耐热铝合金导线，主要是通过提高导线的允许温度来达到增加导线输送容量的目的。
传统的钢芯铝绞线中的硬铝导体的长期使用温度设计为70～80℃，输电容量受到了限制。
耐热铝合金导线诞生于人们对输电导线材料耐热机理的研究中，从研究中试图寻求一种能提高铜、铝等导电材料耐热性能的方法，也就是使导线处于高温状态下也不至于降低机械强度。
通过研究发现，在金属铜里加入少量的银即有明显的耐热效果；在铝材中适当添加金属锆(Zr)元素也能提高铝材的耐热性能[1]。
经过不断的发展，目前耐热铝合金导线的运行温度可达150℃甚至更高，从而大大提高导线载流量。
增容导线常用的导线类型包括：普通钢芯耐热铝合金绞线、殷钢芯耐热铝合金绞线、铝包殷钢芯超耐热铝合金绞线、间隙型特强钢芯耐热铝合金绞线及碳纤维芯软铝绞线。
普通钢芯耐热铝合金导线：普通钢芯耐热铝合金导线的增容原理依靠选取耐受较高温度的耐热铝合金来增加允许的运行电流，达到增容的效果，其连续使用温度可提高至150℃。
电流趋肤效应公式
电流趋肤效应公式
【原创实用版】
目录
1.介绍电流趋肤效应
2.解释电流趋肤效应公式
3.公式的应用和影响
正文
1.介绍电流趋肤效应
电流趋肤效应是指在导体中，电流主要流经导体表面一层的现象。
当电流通过导体时，由于电阻和电导率的不同，电流在导体内部和表面的分布是不均匀的。
在高频电路中，由于趋肤效应，电流集中在导体表面附近，这导致导体表面的电阻增加，影响电路的性能。
因此，研究电流趋肤效应及其公式对分析和设计高频电路具有重要意义。
2.解释电流趋肤效应公式
电流趋肤效应的公式表示如下：
I(x) = (2 / π) * ∫[0→x] (1 / √(1 + (fc / f)^2)) * (I(f) * cos(2 * π * f * x)) df
其中，I(x) 是导体表面附近的电流分布，fc 是趋肤深度，f 是电流频率，I(f) 是电流的振幅，x 是距离导体表面的距离。
3.公式的应用和影响
电流趋肤效应公式在高频电路设计中有广泛应用，可以用来分析电流在导体表面的分布规律，以及预测趋肤深度等参数。
通过调整导体的尺寸和材料，可以减小趋肤效应的影响，提高电路的性能。
此外，电流趋肤效应公式也为电磁兼容性分析提供了理论依据。
在设
计电磁兼容性良好的电路时，需要考虑趋肤效应对电流分布的影响，以降低电磁干扰的可能性。
总之，电流趋肤效应公式是研究电流在导体表面分布规律的重要工具，对于分析和设计高频电路具有重要意义。
rf 趋肤效应公式
rf 趋肤效应公式RF（Radio Frequency）趋肤效应公式是指通过射频能量对皮肤进行治疗的一种技术。
这种技术利用射频能量的热效应，可以促进胶原蛋白的再生和皮肤组织的重塑，从而达到紧致肌肤、改善皱纹和提亮肤色的效果。
射频能量可以渗透到皮肤深层，作用于皮下组织，激活胶原蛋白的增生和再生。
胶原蛋白是皮肤的重要结构蛋白，它能够提供皮肤的弹力和支撑力，但随着年龄增长和外界环境的影响，胶原蛋白的生成逐渐减少，导致皮肤松弛、皱纹增多。
通过RF趋肤效应公式，可以有效改善皮肤问题。
射频能量的加热作用可以刺激皮肤的真皮层，激活胶原蛋白的合成，从而达到紧致肌肤的效果。
此外，射频能量还可以促进皮肤的新陈代谢，加速细胞的更新，使皮肤更加光滑细腻。
同时，射频能量还可以改善皮肤的血液循环，增加皮肤的养分供应，提高皮肤的自我修复能力。
RF趋肤效应公式的治疗过程通常需要多次进行，每次治疗间隔一定的时间，以达到更好的效果。
治疗时，医生会根据患者的具体情况，调整射频能量的强度和频率。
治疗过程一般不会引起明显疼痛或刺激感，患者可以在治疗后立即恢复正常活动。
尽管RF趋肤效应公式可以有效改善皮肤问题，但是并不是适用于所有人。
对于有严重皮肤疾病或患有某些疾病的患者，可能不适合进行RF治疗。
因此，在接受治疗之前，患者应该咨询专业医生的意见，确保自己的身体状况适合进行RF治疗。
总的来说，RF趋肤效应公式是一种安全有效的皮肤治疗技术，可以改善皮肤松弛、皱纹和肤色不均等问题。
然而，每个人的皮肤情况都是不同的，治疗效果可能会有所差异。
因此，在选择RF治疗之前，患者应该充分了解自己的皮肤问题，并在专业医生的指导下进行治疗，以获得最佳效果。
大电缆 1000mm2 趋肤效应
大电缆 1000mm2 趋肤效应
大电缆的趋肤效应是指在交流电传输中，电流主要集中在导体表面的现象。
对于1000mm2的大电缆来说，由于其截面积较大，趋肤效应会导致电流主要分布在导体表面，而不是均匀地通过整个导体截面。
这会导致电流密度不均匀，增加了电缆的电阻，从而影响了电缆的传输性能。
趋肤效应的产生是由于交流电在导体中传输时，电流会受到自感作用的影响，导致电流在导体表面聚集。
对于大电缆来说，这一效应尤为显著，因为交流电的频率越高，趋肤深度就越小，导致电流主要通过导体表面传输。
这会导致电缆的有效导体截面减小，增加了电阻，影响了电能传输的效率。
为了减小大电缆的趋肤效应，可以采用多股绞合的导体结构，增加导体表面积，使电流能够更均匀地通过整个导体截面。
此外，也可以采用空心导体结构，减小导体的有效表面积，从而减小趋肤效应的影响。
总之，对于1000mm2的大电缆来说，趋肤效应是一个需要重视
的问题，需要在设计和选择电缆时考虑趋肤效应对电缆性能的影响，并采取相应的措施来减小趋肤效应带来的负面影响。
无线充电——你不知道的知识
无线充电——你不知道的知识1.无线充电系统1.1无线充电系统整体结构与功能图1 无线充电系统结构——图片来源于《应用于便携式电子设备的小功率无线充电系统的研究与开发》整流滤波：将220V/50Hz的交流电转换为高压直流电；DC-DC：将高压直流电降压，输出低压直流电；高频逆变：低压直流电经过高频逆变电路转换成低压高频交流电（频率约为100 - 200 kHz），以便于发射端线圈产生强大的感应磁场；整流滤波：由于电磁感应的原理，接收端在强大的感应磁场中产生低压高频感应电流，该电流经过AC-DC电路后变成直流电，此时就可以直接供给负载使用（功率为5 W电压一般为5 V，10 W电压9 V，15 W电压12 V，小米9最新20W电压为15 V，无线充电电流一般不超过1.5 A）。
1.2 无线充电系统调控过程图2 无线充电系统调控过程检测阶段：发射端检测到放置物体的位置后，发射一个小的测量信号来监控物体的放置和移动，判断是否进入下一阶段，这个信号不会唤醒接收端；判断阶段：发射端将发射功率信号，并检测可能来自接收端的响应，从而判断响应是接收端还是未知的对象。
如果发射端接收到正确的信号，将继续进入识别和配置阶段，保持功率信号输出；识别和配置阶段：接收端会将所需要的能量信号传递回发射端。
发射端需要将收到的信号解码，根据接收端所需要的能量调节输出功率，当无法解码时默认传输功率为5 W；功率发射阶段：“识别与配置”阶段完成后，发射端启动功率传输模式。
接收端控制电路向发射端发送误差包，将整流电压调整到线性稳压器效率最大化所需的水平，并将实际接收到的功率包发送给发射端进行外目标检测（FOD，Foreign Object Detection，异物检测），可保证安全、高效的功率传输；结束阶段：充电结束后接收端发出EPT（End Power Transfer，结束功率传输）信号，当接收端受到EPT信号时终止功率传输。
1.3 无线充电Qi标准为什么选用100~205 kHz？Qi标准基于电磁感应的充电技术，频率是100 - 205 kHz，无线充电传输的是能量而不是信号，因为100-205 kHz是对人体无害的低频非电离频率，采用这个频率将大大减小对人体的伤害。
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66.1 =0.209 mm f
趋肤效应面积：Sf =πx ( D - d ) x d=0.8472 mm2 趋肤效应电阻(20℃时)：Rac =0.021 x L （*Rac =ρ x [ 1 + k x ( T -20 ) ] x L / Sf) 交流载流密度：Jf =I/Sf=11.803 A/mm2 用细线代替时，每股线的直径df 和截面积 Sfn为：df =2 x d =0.42 mm Sfn =πx df 2 / 4 =0.13726 mm2 股数：N =D2 / df 2 =12.87≈13 用细线代替后，每股电流 In 和电流密度Jn为：In =I/N=0.7769 A Jn =In/Sfn=5.66 A/mm2 趋肤效应电阻(20℃时)：Rac =0.01749 x L / ( N x Sfn )=0.01x L≈Rdc
定义
当交变电流通过导体时，导体内部实际 上没有任何电流，电流集中在临近导体外 表的一薄层 ，这一现象称为趋肤效应（也 称集肤效应）。
趋肤效应具体解析
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。但只要电 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产 生最大的感应电动势。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。这样，趋肤效应使导线型传输线在高 频（微波）时效率很低，因为信号沿它传送时，衰减很 大。
f
(cm)
一般磁性元件的线圈温度高于20℃。在导线温度100℃时， ρ 100=2.3×10-6 Ω /cm,穿透深度：
7.65 (cm) f
降低趋肤效应的方法
由于电流趋肤效应的存在，使得导线的有效载流面积减小， 导线对交流电流的电阻大于导线的电阻（这里所说的导线的电阻 即为导线对直流电流的电阻）；只有导线的趋肤效应面积和导线 本身的截面相等时，导线的交流电阻最小，此时有： Sf =S Rac =Rdc 式中Sf -- 交流趋肤效应面积 S -- 导线截面面积 Rdc -- 导线的直流电阻 Rac -- 导线的交流电阻 因此，减低趋肤效应电阻的最直接的方法，就是改变导线截 面的形状，尽量使趋肤效应面积和导线截面面积相同。
结论： 用1 根1.50mm直径的圆铜线，传送100kHz 10A电流时， 电流密度是直流的2.085倍，交流电阻是直流电阻的2.1 倍，交流损耗也是直流损耗的2.1倍；使用13根0.42mm 直径的圆导线并联来代替1.50mm的单根导线时，交流电 阻，电流密度，交流损耗和直径1.50mm的导线的直流电 阻，直流电流密度和损耗相当。
66.1 Df 2 (mm) f
细线的股数为：
D N 2 Df
2
例如，电流 I = 10A，电流密度J = 5.66A/mm2，单股导线的直径为： D =2 x
I =1.50mm J
导线的直流电阻最为：Rdc =0.01 x L (*Rdc = ρ x [ 1 + k x ( T -20 ) ] x L / S； ρ 铜=0.01749Ωm/mm2；k 是导体材料随温度的变化系数，为0.00393) 当电流频率 f = 100kHz时，趋肤效应深度：d =
2
△
△
2
式中，μ -导线材料的磁导率； γ =1/ρ -材料的电导率； Κ -材料电导率（或电阻率）温度系数；对于铜μ = μ 0=4π ×10-7H/m; 20℃时ρ =0.01724×10-6 Ω /m，电阻率温度 系数为1/234.5（1/℃），Κ =（1+（T-20）/234.5）。 T-导线温度（℃）。铜导线温度20℃、不同频率下的穿透 深度： 6.6
(* 在计算圆导线和扁导线的交流趋肤效应电阻时，设定趋肤深度条件为小于圆 线半径或扁线窄边高度的1/2，在趋肤深度大于这个设定时，计算趋肤效应电 阻是无意义的)
1、用多股细线并联代替单根导线来减低趋肤效应的影 响： 对于直径为D的圆铜导线，如果传送电流的频率为 f (Hz)，保持交流载流密度Jf 和直流载流密度J 相当， 最佳降低趋肤效应电阻的方法是用多股细线替换，使 Sf=S，每股细线的直径为：
Байду номын сангаас趋肤效应
趋肤效应的影响
在长直导体的截面上，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。 当频率很高的电流通过导线时，可以认为电流只在导线 表面上很薄的一层中流过，这等效于导线的截面减小， 电阻增大，大大降低了导体材料的有效利用率。
如图所示，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（图中1-2-3和4-5-6）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产生感应电动势。此感应电势在导体内沿长度方 向产生的涡流(a-b-c-a和d-e-f-d)阻止磁通的变化。可以看到涡 流的a-b和e-f边与主电流O-A方向一致，而b-c边和d-e边与O-A 相反。这样的主电流和涡流之和在导体表面加强，越向导线中 心越弱，电流趋向于导体表面。这就是趋肤效应。
e O
6
+
f 1 d 2
+
+
+
+
+
L 5
b
N
4 c 3 a
A
趋肤深度
由趋肤效应，我们不难联想到另一概念—趋肤 深度。工程上定义从导体表面到电流密度下降到导 体表面电流密度的0.368（即1/e)的厚度为趋肤深度 或穿透深度△，即认为导体表面下深度为△的厚度 导体流过导线的全部电流，而在△层以外的导体完 全不流过电流（在不规则导体中，考虑趋肤深度以 最窄边为准）。 △与频率f(w)和导线物理性能的关系 为：