Сопротивление проводника неизменному току определяется по известной формуле rо=ρl/S.

Это сопротивление можно также найти, зная величину неизменного тока Iо и мощность Ро:

rо = Pо / Iо²

Оказывается, что в цепи переменного тока сопротивление r такого же проводника больше сопротивления постоянному току: r > rо

Это сопротивление r в отличие от сопротивления неизменному току rо и носит заглавие активного сопротивления. Повышение сопротивления проводника разъясняется тем, что при переменном токе плотность тока не схожа в разных точках поперечного сечения проводника. Уповерхности проводника плотность тока выходит больше, чем при неизменном токе, а и центре меньше.

При высочайшей частоте неравномерность проявляется так резко, что плотность тока в значимой центральной чисти сечения проводника фактически равна нулю, ток проходит исключительно в поверхностном слое, отчего это явление и получило заглавие поверхностного эффекта.

Таким макаром, поверхностный эффект приводит к уменьшению сечения проводника, по которому проходит ток (активного сечения), и, как следует, к повышению его сопротивления по сопоставлению с сопротивлением неизменному току.

Для разъяснения предпосылки появления поверхностного эффекта представим цилиндрический провод (рис. 1) состоящим из большего числа простых проводников схожего сечения, прилегающих впритирку друг к другу и расположенных концентрическими слоями.

Сопротивления этих проводников неизменному току, отысканные по формуле ρl/S будут схожи.

Рис. 1. Магнитное поле цилиндрического проводника.

При переменном электронном токе вокруг каждого проводника создается переменное магнитное поле (рис. 1). Разумеется, простый проводник, расположенный поближе к оси, охватывается огромным магнитным потоком проводник, расположенный у поверхности провода, потому 1-ый обладает большей индуктивностью и индуктивным сопротивлением, чем 2-ой.

При схожем напряжении на концах простых проводников длиной l, расположенных у оси и у поверхности, плотность тока в первых меньше, чем во вторых.

Разница в плотностях тока у оси и на периферии провода растет с повышением поперечника провода d, проводимости материала γ, магнитной проницаемости материала μ и частоты переменного токаf.

Отношение активного сопротивления проводника r к его сопротивлению при. неизменном, токе rо именуется коэффициентом поверхностного эффекта и обозначается буковкой ξ (кси), как следует, коэффициент ξ можно найти по графику рис. 2, на котором представлена зависимость ξ от произведения d и √γμμоf.

Рис. 2. График для определения коэффициента поверхностного эффекта.

При вычислении этого произведения следует выражать d в см, γ — в 1/ом-см, μо — в гн/см и f = в гц.

Пример. Нужно найти коэффициент поверхностного эффекта для медного проводника поперечником d= 11,3 мм (S = 100 мм2) при частоте f = 150 гц.

Произведение d√γμоf.

По графику на рис. 2 находим ξ = 1,03

Неодинаковая плотность тока в проводе выходит также из-за воздействия токов в примыкающих проводах. Это явление именуется эффектом близости.

Рассматривая магнитное поле токов одною направления в 2-ух параллельно расположенных проводах, просто показать, что те простые проводники, принадлежащие различным проводам, которые более удалены друг от друга, сцеплены с минимальным магнитным потоком, как следует, плотность тока в их большая. Если токи в параллельных проводах имеют, различные направления, то можно показать, что большая плотность тока наблюдается в тех простых проводниках, принадлежащих различным проводам, которые более сближены вместе.

Школя для электрика -http://electricalschool.info/