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Hauteffekt

Es Hauteffekt ist das Phänomen, das in Dirigenten in denen a Wechselstrom Spaziergänge, die Stromdichte nimmt zu, wenn sie sich der Oberfläche des Leiters nähert. Denn ein Wechselstrom hat auch einen Wechselfluss. Da es sich seiner Sache widersetzt (Gesetz von Lenz), steht sie in der Mitte der Führung gegenüber und kooperiert am Rand. Infolgedessen bewegen sich die Elektronen eher nach außen als nach innen.

Die Stärke des Effekts steigt mit der Frequenz des Wechselstroms. Der Hauteffekt spielt daher hauptsächlich eine Rolle bei Radiofrequenz (RF) Wechselströme, wie aus den folgenden Zahlen ersichtlich ist. Bei einer Frequenz von 50 Hz ist die (effektive) Eindringtiefe in Kupfer ca. 1 cm, bei 10 kHz sind dies 0,66 mm und bei 10 MHz nur 20 ich, was bedeutet, dass bei dieser letzteren Frequenz der Strom tatsächlich nur an der Oberfläche fließt. Die Folge der Hauteffekt ist, dass der Widerstand eines Leiters bei höheren Frequenzen stark ansteigt. Deshalb ist es besser, HFTechnologie zum Arbeiten mit Hohlleitern.

In der Praxis gilt dieser Skin-Effekt auch für Blitze, die als hochfrequent angesehen werden können. sehen Erdung an allgemeinem Punkt 2).

Formel

In einem Leiter mit kreisförmigem Querschnitt beträgt die Stromdichte J als Funktion der Entfernung d zu der Oberfläche:

${displaystyle J=J_{0}e^{-d/delta }}$.

Der Parameter ${Anzeigestil-Delta}$, die (effektive) Eindringtiefe, nimmt mit zunehmender Frequenz stark ab.

${displaystyle delta ={sqrt {{2} über {omega sigma mu}}}}$.

Darin ist

${Anzeigestil mu}$ das magnetische Permeabilität;

das Leitfähigkeit des Materials;

das Eckfrequenz.

Anwendung

Der Skin-Effekt ist generell nachteilig, findet aber auch praktische Anwendung. Wird ein Werkstück, das an der Oberfläche einer Wärmebehandlung (Oberflächenhärtung) unterzogen werden muss, in ein Hochfrequenzfeld gebracht, so fließt durch den Skin-Effekt nur an der Oberfläche ein Strom und erzeugt dort Wärme.

Dieser Effekt ist insbesondere für hochfrequente Wechselströme bekannt. Bei der Gestaltung von Senden und EmpfangenAntennen Es ist zu berücksichtigen, dass die Oberfläche der verwendeten Leiter daher den größten Teil des HF-Stroms trägt.

Diese Eigenschaft wird auch genutzt, indem für einige Anwendungen die Antenne aus Hohlrohr gefertigt wird, was Kosten und Gewicht spart. Dies war auch bei den traditionellen TV-Antennen der Fall, die in der Vergangenheit oft auf den Dächern von Häusern zu finden waren: die sogenannten „Rake“-Antennen oder besser Yagi-Antennen.

Neben Hohlrohren werden auch Litze. Neben dem Vorteil der Flexibilität bei Netzkabeln ergibt sich dann der Vorteil eines größeren wirksamen Querschnitts des Kupfers bei hochfrequenten Strömen. Im letzteren Fall müssen alle dünnen Teildrähte gegeneinander isoliert werden.