Todo amante da engenharia elétrica, pelo menos uma vez, ouviu falar de uma incompreensível manifestação elétrica chamada de superfície ou "efeito de pele". Para aqueles que ainda não sabem o que é, as explicações apresentadas no artigo irão ajudá-los a se familiarizarem com esse fenômeno. Além disso, aqui você pode descobrir como ele é aplicado na prática.
O que é efeito de pele?
Primeiro, você precisa entender o que é o efeito de superfície, que é definido na literatura técnica como uma diminuição na amplitude das oscilações de e / m após a penetração em um meio condutor. Neste caso, as cargas móveis sob a influência do campo e / m da profundidade do condutor são deslocadas para mais perto de sua camada superior. Como resultado, a corrente torna-se não homogênea em sua estrutura, o que se manifesta como uma diminuição da densidade de carga na parte central em relação à periferia.
A profundidade em que as cargas penetram pode ser determinada pela seguinte expressão:
Ou seja, a dependência especificada pode ser formulada da seguinte forma: com o aumento da freqüência da corrente alternada, a profundidade de sua penetração no corpo condutor diminui. Com um aumento duplo na frequência, este indicador diminuirá para a raiz quadrada de 2.
Características da distribuição atual
Para imaginar visualmente como a corrente se distribui em um condutor redondo em seção transversal, basta estudar a foto abaixo.
Vê-se claramente por ele que a uma certa profundidade mais perto do centro do fio não há corrente alguma ou seu valor é tão pequeno que é desprezado.
Uma série de conclusões interessantes decorrem disso, a saber:
- ao cortar do corpo do condutor sua parte central, por onde a corrente praticamente não flui, as condições de movimentação das cargas não se alteram;
- se o fio de cobre for oco (sem núcleo), suas características eletricamente condutivas permanecerão as mesmas e o custo será significativamente reduzido;
- o indicador de condutividade permanecerá o mesmo, apenas sua indutância e capacitância serão alteradas.
Dos resultados obtidos, conclui-se que a resistência complexa de qualquer condutor depende não apenas do material do qual é feito, mas também da frequência da corrente que flui. Com valores elevados deste indicador, quase todas as cargas começarão a se mover ao longo da superfície (limite externo) do fio, ou seja, terão contato direto com o ambiente externo.
Aplicando efeito de pele
A dependência da potência da corrente no fio com a frequência do sinal permite a transmissão de mensagens elétricas de diferentes periodicidades por meio de um cabo. Nesse caso, os sinais de alta frequência são desviados para o raio externo e os sinais de baixa frequência fluem para mais perto do centro.
Os sistemas de comunicação de alta frequência são organizados e operam de acordo com o princípio indicado. Neles, circula simultaneamente uma corrente com uma frequência de 50 Hertz pelos cabos de alimentação e através deles é realizada a comunicação telefónica entre as duas partes (em particular atendentes e despachantes). Devido à presença do efeito pelicular, os fios monolíticos de grande seção transversal raramente são usados (na maioria das vezes são trançados).