當(dāng)交變電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),電流將集中在導(dǎo)體表面流通,這種現(xiàn)象稱(chēng)為集膚效應(yīng)。為了有效地利用導(dǎo)體材料和使之散熱,大電流母線(xiàn)常做成槽形或菱形,另外,在高壓輸配電線(xiàn)路中,利用鋼芯絞線(xiàn)代替鋁絞線(xiàn),這樣既節(jié)省了鋁導(dǎo)體,又增加了導(dǎo)線(xiàn)的機(jī)械強(qiáng)度。
集膚效應(yīng)是在訊號(hào)線(xiàn)里最基本的失真作用過(guò)程之一,也有可能是最容意被忽略誤解的。與一般訊號(hào)線(xiàn)的夸大宣傳所言,集膚效應(yīng)并不會(huì)改變所有的高瀕訊號(hào),并且不會(huì)造成任何相關(guān)動(dòng)能的損失,正好相反。集膚效應(yīng)確實(shí)會(huì)因傳導(dǎo)體的不同成分,在傳遞高瀕訊號(hào)時(shí),會(huì)有不連貫的現(xiàn)象。同樣地,在陳舊的線(xiàn)束傳導(dǎo)體上,集膚效應(yīng)助長(zhǎng)訊號(hào)電流在多條線(xiàn)束上的交互跳動(dòng),而對(duì)于聲音造成刺耳的記號(hào)。
電流的集膚效應(yīng)
電子在導(dǎo)體內(nèi)總是沿著阻力最小的路線(xiàn)流動(dòng)。在導(dǎo)體表面及近表層的結(jié)構(gòu)元與導(dǎo)體表面基本平行,電子在其間換位流動(dòng)阻力較小。而在導(dǎo)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)元呈上下、左右、前后空間排列,電子在其間定向流動(dòng)要受到五個(gè)方向的阻力,(而在表面只有三個(gè)方向的阻力)可見(jiàn)電子在導(dǎo)體表層附近運(yùn)行的阻力要比在內(nèi)部小得多,這樣就導(dǎo)致了電流的集膚效應(yīng)。
其二,當(dāng)電子在導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)移動(dòng)時(shí),在其運(yùn)動(dòng)的垂直方向伴生著磁場(chǎng),(右手定則)其它電子在磁場(chǎng)的作用下向逐步向周邊發(fā)散移動(dòng),于是移向了導(dǎo)線(xiàn)的表層附近,形成了電流的集膚效應(yīng)。
其三,當(dāng)然還有溫度的影響:在導(dǎo)體內(nèi)部,電阻產(chǎn)生的熱不易散發(fā),溫度較高,價(jià)和電子運(yùn)轉(zhuǎn)的速率高,線(xiàn)路不是很扁平,這樣就導(dǎo)致了電子通路相對(duì)窄小,電阻就高。在導(dǎo)體的表面,散熱快、溫度低,價(jià)和電子運(yùn)轉(zhuǎn)的速率低,線(xiàn)路扁平,這樣就導(dǎo)致了電子通路相對(duì)寬大,而故導(dǎo)體表面電阻小,外來(lái)電子運(yùn)行較快,這也是電流集膚的原因之一。 尖端放電 當(dāng)導(dǎo)體的某部分做得很細(xì)很尖時(shí),尖端部分的表面積相對(duì)較大,換位移動(dòng)到此的電子密度相對(duì)較大,在尖端部分甚至有些擁擠,有部分電子在擁擠中從尖端溢出,于是就導(dǎo)致了尖端放電現(xiàn)象。