كان على كل محبي الهندسة الكهربائية أن يسمعوا مرة واحدة على الأقل عن مظهر كهربائي غير مفهوم يسمى السطح أو "تأثير الجلد". بالنسبة لأولئك الذين ما زالوا لا يعرفون ما هو ، فإن التفسيرات المقدمة في المقالة ستساعدهم على التعرف على هذه الظاهرة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكنك هنا معرفة كيفية تطبيقه عمليًا.
ما هو تأثير الجلد؟
أولاً ، تحتاج إلى فهم ماهية تأثير السطح ، والذي تم تعريفه في الأدبيات الفنية على أنه انخفاض في سعة تذبذبات e / m عند الاختراق في وسط موصل. في هذه الحالة ، يتم إزاحة الرسوم المتحركة تحت تأثير المجال e / m من عمق الموصل بالقرب من الطبقة العليا. نتيجة لذلك ، يصبح التيار غير متجانس في هيكله ، والذي يتجلى في شكل انخفاض في كثافة الشحنة في الجزء المركزي فيما يتعلق بالمحيط.
يمكن تحديد العمق الذي تخترقه الشحنات من خلال التعبير التالي:
بمعنى ، يمكن صياغة الاعتماد المحدد على النحو التالي: مع زيادة وتيرة التيار المتردد ، ينخفض عمق تغلغلها في جسم الموصل. مع زيادة مضاعفة في التردد ، سينخفض هذا المؤشر إلى الجذر التربيعي لـ 2.
ميزات التوزيع الحالي
لتخيل بصريًا كيف يتم توزيع التيار في جولة موصل في المقطع العرضي ، يكفي دراسة الصورة أدناه.
يتضح من ذلك أنه على عمق معين أقرب إلى مركز السلك ، إما أنه لا يوجد تيار على الإطلاق ، أو أن قيمته صغيرة جدًا بحيث يتم إهمالها.
يتبع عدد من الاستنتاجات المثيرة للاهتمام من هذا ، وهي:
- عند قطع الجزء المركزي من جسم الموصل ، والذي من خلاله لا يتدفق التيار عمليًا ، لا تتغير شروط حركة الشحنات ؛
- إذا كان السلك النحاسي مجوفًا (بدون قلب) ، فإن خصائصه الموصلة للكهرباء ستظل كما هي ، وستنخفض التكلفة بشكل كبير ؛
- سيبقى مؤشر الموصلية كما هو ، ولن يتغير سوى الحث والسعة.
من النتائج التي تم الحصول عليها ، يترتب على ذلك أن المقاومة المعقدة لأي موصل لا تعتمد فقط على المادة التي صنعت منها ، ولكن أيضًا على تردد التيار المتدفق. مع القيم الكبيرة لهذا المؤشر ، ستبدأ جميع الشحنات تقريبًا في التحرك على طول السطح (الحد الخارجي) للسلك ، أي أنه سيكون لها اتصال مباشر بالبيئة الخارجية.
تطبيق تأثير الجلد
إن اعتماد قوة التيار في السلك على تردد الإشارة يسمح بنقل الرسائل الكهربائية ذات الفترات الدورية المختلفة عبر كابل واحد. في هذه الحالة ، يتم تحويل الإشارات عالية التردد نحو نصف القطر الخارجي ، وتتدفق إشارات التردد المنخفض بالقرب من المركز.
يتم ترتيب أنظمة الاتصالات عالية التردد وتشغيلها وفقًا للمبدأ المشار إليه. في نفوسهم ، يتدفق تيار بتردد 50 هرتز في وقت واحد عبر أسلاك الإمداد والاتصالات الهاتفية بين الطرفين (الحاضرين والمرسلون ، على وجه الخصوص) من خلالهم. نظرًا لوجود تأثير الجلد ، نادرًا ما يتم استخدام أسلاك متجانسة ذات مقطع عرضي كبير (غالبًا ما تكون ممزقة).