Perché l'effetto pelle si verifica al centro di un conduttore?


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Stavo leggendo un articolo su Skin Effect . So qual è l'effetto della pelle, ma volevo sapere cosa lo causa.

Perché il EMF posteriore è più forte al centro? Perché non è distribuito uniformemente nell'area della sezione trasversale del conduttore? in tal modo, la corrente principale viene resistita ma attraversa sia il centro che la superficie.

Ecco l'articolo che stavo leggendo: https://en.wikipedia.org/wiki/Skin_effect

inserisci qui la descrizione dell'immagine


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Probabilmente ci vuole qualche calcolo per dimostrarlo, ma penso che le linee di campo più magnetiche (da tutti i conduttori immaginari infinitamente sottili che formano il cavo) si sovrappongano al massimo ai loro campi al centro del conduttore. Un po 'di googling hanno trovato una simulazione: fermi.la.asu.edu/w9cf/skin/skin.html (oltre a una prova di matematica dopo di essa).
Fizz,

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Dal momento che probabilmente stai cercando la fisica dietro questo, non so se forse sulla fisica. SE potresti ottenere risposte migliori. Ad ogni modo per tutte le linee di campo (IW nell'immagine) le disegnano equidistanti, e poi guardiamo tutto dall'alto ...
PlasmaHH,

Risposte:


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L'intensità magnetica, H integrata lungo un loop è uguale alla corrente racchiusa. Quindi per un ciclo più lungo (le linee blu nella tua figura), una data corrente produrrà un'intensità minore. L'intensità massima (che crea il massimo EMF) si verifica con il loop più piccolo (cioè al centro).


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Un conduttore solido può essere considerato costituito da un n. di fili, ognuno dei quali porta una piccola parte della corrente. L'induttanza varierà in base alla sua posizione. Pertanto i fili vicino al centro sono circondati da un flusso magnetico maggiore e quindi un'induttanza maggiore rispetto a quella vicino alla superficie. L'elevata reattanza dei trefoli interni fa sì che la corrente alternata scorra vicino alla superficie del conduttore.


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Vorrei provare a spiegare questo con i seguenti 2 presupposti:

  1. Supponiamo che la corrente fluisca attraverso cilindri concentrici cavi anziché un conduttore cilindrico solido.
  2. Inizialmente la corrente ha iniziato a fluire uniformemente attraverso tutti i cilindri concentrici.

Quindi il cilindro cavo con il raggio minore avrà il campo magnetico più forte (cerchio di sezione trasversale di dimensioni minime) e viceversa, poiché la quantità di corrente che passa attraverso ciascun cilindro cavo dovrebbe essere la stessa.


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Mettendo da parte tutto il calcolo, l'immagine si spiega da sé. Se osservi la direzione verso cui si stanno muovendo le correnti, le correnti parassite indotte cambiando il campo magnetico (e quindi l'EMF posteriore) interferiscono in modo costruttivo al di fuori dei circuiti magnetici (andando nella stessa direzione) e interferendo in modo distruttivo all'interno dei circuiti magnetici (andando a direzione inversa). Pensa alla quantità infinita di quei circuiti magnetici concentrati l'uno attorno all'altro su ciascuna sezione del filo (come indicato nella risposta di Priya) e diventa più chiaro che nel nucleo del conduttore si applica più corrente inversa.


Ciao, benvenuto nel sito. Questa domanda ha avuto risposta molto tempo fa. Concentrati nelle domande più recenti e / o senza risposta
Claudio Avi Chami,

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Grazie per la risposta, è davvero utile. Preferisco sempre mettere da parte la matematica e capire il fenomeno fisico.
Michael George,
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