Pourquoi l'effet de peau se produit au centre d'un conducteur?

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Je lisais un article sur Skin Effect . Je sais ce qu'est un effet cutané, mais je voulais savoir ce qui en est la cause.

Pourquoi l'arrière EMF est-il le plus fort au centre? Pourquoi n'est-il pas réparti uniformément au niveau de la section transversale du conducteur? de sorte que le courant principal résiste mais passe à la fois au centre et à la surface.

Voici l'article que je lisais: https://en.wikipedia.org/wiki/Skin_effect

entrez la description de l'image ici

ac transmission-line skin-effect conductors self-induction Michael George
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Il faut probablement un peu de calcul pour le prouver, mais je pense que les lignes de champ les plus magnétiques (de tous les conducteurs imaginaires infinitésimales qui font le câble) chevauchent leurs champs au maximum au centre du conducteur. Un peu de recherche sur Google a trouvé une simulation: fermi.la.asu.edu/w9cf/skin/skin.html (ainsi qu'une preuve mathématique après).
Fizz
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Puisque vous recherchez probablement la physique derrière cela, je ne sais pas si peut-être en physique.SE vous pourriez obtenir de meilleures réponses. Quoi qu'il en soit, pour toutes les lignes de champ (IW dans l'image), dessinez-les équidistantes, puis regardez le tout d'en haut ...
PlasmaHH

Réponses:

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L'intensité magnétique, H intégrée le long d'une boucle est égale au courant enfermé. Donc, pour une boucle plus longue (les lignes bleues de votre figure), un courant donné produira une intensité plus petite. L'intensité maximale (qui crée l'EMF maximum) se produit avec la plus petite boucle (c'est-à-dire au centre).

MikeP
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On peut penser qu'un conducteur solide est composé d'un grand no. de brins, chacun transportant une petite partie du courant. L'inductance variera selon sa position. Ainsi les brins proches du centre sont entourés d'un flux magnétique plus important et donc d'une inductance plus importante que celle proche de la surface. La réactance élevée des brins intérieurs fait circuler le courant alternatif près de la surface du conducteur.

Brd
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Permettez-moi d'essayer d'expliquer cela avec les 2 hypothèses suivantes-

  1. Supposons que le courant passe à travers des cylindres concentriques creux au lieu d'un conducteur cylindrique solide.
  2. Initialement, le courant a commencé à circuler uniformément à travers tous les cylindres concentriques.

Ainsi, le cylindre creux ayant le rayon le plus faible aura le champ magnétique le plus puissant (cercle de section transversale le plus petit) et vice versa, car la quantité de courant traversant chaque cylindre creux devrait être la même.

Priya Bansal
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Mis à part tout le calcul, l'image est explicite. Si vous regardez la direction vers laquelle les courants se dirigent, les courants de Foucault induits par la modification du champ magnétique (et donc de l'EMF arrière) interfèrent de manière constructive à l'extérieur des boucles magnétiques (allant dans la même direction) et interfèrent de manière destructrice à l'intérieur des boucles magnétiques (allant à sens inverse). Pensez à la quantité infinie de ces boucles magnétiques concentrées les unes sur les autres sur chaque section du fil (comme indiqué dans la réponse de Priya) et il devient plus clair que plus de courant inverse s'applique dans le noyau du conducteur.

CK
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Salut, bienvenue sur le site. Il y a longtemps que cette question a reçu une réponse. Veuillez vous concentrer sur les questions nouvelles et / ou sans réponse
Claudio Avi Chami
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Merci pour la réponse, c'est vraiment utile. Je préfère toujours mettre les mathématiques de côté et comprendre le phénomène physique.
Michael George