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趋肤效应的动画

已有 5359 次阅读 2017-12-26 20:44 |个人分类:电子电工技术|系统分类:教学心得| 趋肤效应

顾名思义,趋肤效应,趋向皮肤而不是内部。信号的频率太高会导致高频电流只集中在表面很薄的一层内。这一层的厚度有多少呢?电磁波垂直入射时,若波幅降至原值的1/e,电动力学给出了一个穿透深度的公式:


铜的σ5×107S/mμ约为μ0,那么

频率20Hz时,厚度约为16mm

频率20kHz时,厚度约为0.5mm

频率2MHz时,厚度约为0.05mm

频率10MHz时,厚度约为0.02mm


动画用到了两点假设:

1.完全不考虑电子的热运动速度。

2.这其实就是三相电路3D模型里第2个图里的一根导线。不同频率的信号对应着转子的不同转速。电子运动方向与两端电压有关,电压最大时,电子停止运动,电压为0时,电子运动速度最大。


低频情况:表面和内部都还是有电流的,电流较大,电阻较小。图中蓝色的是质子,红色的和黄色的都是电子。频率越低周期越长。


中频情况:最里面已经没有电流了,电流较小,电阻较大


高频情况:电流只有最外面一层才有,电流很小,电阻很大频率越高周期越短。


只是把动画做出来方便理解书本上的概念。





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