اثر پوستی در سیم ها

اثر پوستی در سیم ها

جریان متناوب تمایل دارد در سطح رساناها عبور کند. به همین دلیل اگر یک جریان AC از یک رسانا عبور کند این جریان به طور یکنواخت در کل رسانا پخش نمیشود بلکه در مرکز رسانا چگالی جریان کمتر و در سطح رسانا چگالی جریان بیشتر میشود. هر چه فرکانس بالاتر برود عمق نفوذ جریان کمتر خواهد شد. یعنی مساحت بیشتری از مرکز رسانا خالی از جریان می شود و کل جریان از یک فضای کم اطراف پوسته رسانا عبور میکند. به همین دلیل اثر پوستی باعث افزایش مقاومت یک رسانا خواهد شد. در فرکانس های رادیویی که خیلی بالا است به جای استفاده از سیم تو پر از رساناهای تو خالی استفاده می شود تا وزن و قیمت کمتری داشته باشد. در مبدل های سوئیچینگ و آمپلی فایرها که فرکانس کاری حدود چند ده کیلو هرتز تا نهایتا ۱ مگاهرتز است از سیم های لیتز استفاده میشود.

سیم های لیتز در واقع چند رشته سیم لاکی هستند که به هم تنیده شده اند. این امر باعث میشود که اثر پوستی تا حد قابل توجهی کاهش یا حتی کامل از بین برود. تصور کنید شما برای عبور یک جریان نیاز به یک رشته سیم با قطر ۱ میلیمتر دارید. فرض کنید شما سه انتخاب دارید.

  1. یک رشته سیم با قطر ۱ میلیمتر به کار ببرید.
  2. چهار رشته سیم با قطر ۰٫۵ میلیمتر به کار ببرید.
  3. ۱۶ رشته سیم با قطر ۰٫۲۵ میلیمتر به کار ببرید.

توجه کنید که این سه گزینه سطح مقطع یکسانی به شما میدهد. اما گزینه ۱ تا فرکانس حدود ۲۰ کیلوهرتز میتواند کار کند و بعد از آن به دلیل اثر پوستی مقاومتش افزایش می یابد. گزینه ۲ تا حدود ۶۵ کیلوهرتز و گزینه ۳ تا حدود ۲۷۰ کیلوهرتز!!! که بیش از ۱۳ برابر گزینه ۱ است. در واقع با لیتز کردن سیم ها نسبت محیط به سطح مقطع آنها به سرعت افزایش میابد که این موضوع باعث کاهش اثر پوستی خواهد شد.

در نمودار های زیر میتوانید فرکانس اثر پوستی هر قطر سیم را مشاهده کنید. این فرکانس مشخص میکند که یک رشته سیم تا چه فرکانسی میتواند بدون اثر پوستی جریان را هدایت کند. در نمودار بعد مقدار مقاومت سیم در فرکانس اثر پوستی را خواهد دید.

فرکانس اثر پوستی برای هر سیم مسی

فرکانس اثر پوستی برای هر سیم مسی

مقاومت هر سیم مسی در فرکانس اثر پوستی

مقاومت هر سیم مسی در فرکانس اثر پوستی

اشتراک این نوشته

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *