Todo amante de la ingeniería eléctrica al menos una vez tuvo que oír hablar de una incomprensible manifestación eléctrica llamada superficie o "efecto piel". Para aquellos de ellos que aún no saben de qué se trata, las explicaciones presentadas en el artículo ayudarán a familiarizarse con este fenómeno. Además, aquí puedes conocer cómo se aplica en la práctica.
¿Qué es el efecto piel?
Primero, debe comprender cuál es el efecto de superficie, que se define en la literatura técnica como una disminución en la amplitud de las oscilaciones e / m al penetrar en un medio conductor. En este caso, las cargas en movimiento bajo la influencia del campo e / m desde la profundidad del conductor se desplazan más cerca de su capa superior. Como resultado, la corriente se vuelve no homogénea en su estructura, lo que se manifiesta como una disminución de la densidad de carga en la parte central con respecto a la periferia.
La profundidad a la que penetran las cargas se puede determinar mediante la siguiente expresión:
Es decir, la dependencia especificada se puede formular de la siguiente manera: con un aumento en la frecuencia de la corriente alterna, la profundidad de su penetración en el cuerpo conductor disminuye. Con un doble aumento en la frecuencia, este indicador disminuirá a la raíz cuadrada de 2.
Características de la distribución actual.
Para imaginar visualmente cómo se distribuye la corriente en un conductor redondo en sección transversal, basta con estudiar la foto a continuación.
Se ve claramente en él que a cierta profundidad más cerca del centro del cable no hay corriente en absoluto o su valor es tan pequeño que se descuida.
De esto se derivan varias conclusiones interesantes, a saber:
- al cortar del cuerpo del conductor su parte central, a través de la cual la corriente prácticamente no fluye, las condiciones para el movimiento de las cargas no cambian;
- si el cable de cobre se hace hueco (sin núcleo), sus características conductoras de electricidad seguirán siendo las mismas y el costo se reducirá significativamente;
- el indicador de conductividad seguirá siendo el mismo, solo cambiarán su inductancia y capacitancia.
De los resultados obtenidos, se deduce que la resistencia compleja de cualquier conductor depende no solo del material del que está hecho, sino también de la frecuencia de la corriente que fluye. Con valores grandes de este indicador, casi todas las cargas comenzarán a moverse a lo largo de la superficie (límite exterior) del cable, es decir, tendrán contacto directo con el entorno externo.
Aplicar efecto piel
La dependencia de la potencia de la corriente en el cable de la frecuencia de la señal permite la transmisión de mensajes eléctricos de diferente periodicidad a través de un cable. En este caso, las señales de alta frecuencia se desplazan hacia el radio exterior y las señales de baja frecuencia fluyen más cerca del centro.
Los sistemas de comunicación de alta frecuencia están dispuestos y funcionan según el principio indicado. En ellos, una corriente con una frecuencia de 50 Hertz fluye simultáneamente a través de los cables de suministro y la comunicación telefónica entre las dos partes (asistentes y despachadores, en particular) se realiza a través de ellos. Debido a la presencia del efecto piel, rara vez se usan alambres monolíticos de gran sección transversal (la mayoría de las veces se hacen trenzados).