SKIN-EFEKT

POVRCHOVÝ JEV

 

V některých zapojeních a při návrhu vysokofrekvenčních obvodů a hlavně cívek je třeba znát závislost odporu vodiče na kmitočtu použitého střídavého proudu. Odpor se totiž vlivem povrchového jevu (skin–efekt) a vířivých proudů se zvyšujícím se kmitočtem zvětšuje až na mnohonásobek odporu pro stejnosměrný proud. Je to fyzikální děj, při kterém dochází k vytlačování elektrického proudu k povrchu vodiče. Elektrický střídavý proud procházející vodičem uzavírá kolem sebe siločáry magnetického (indukčního) toku (též toku magnetické indukce). Část tohoto toku prochází i tím samým vodičem a indukuje v něm uzavřené vířivé proudy. Tyto vířivé proudy mají blíže ke středu vodiče opačný směr než původní elektrický proud a odečítají se od něj, kdežto blíže k povrchu jsou směry souhlasné a proudy se sčítají. V následující tabulce je znázorněno toto zvětšení odporu pro běžné průměry a kmitočty.

 

Vodič

průměr

mm

50 Hz

100

Hz

1 kHz

10

kHz

100

kHz

1 MHz

 

   0,05

1

1

1

1

1

1,001

   0,10

1

1

1

1

1,001

1,008

   0,25

1

1

1

1

1,003

1,247

   0,50

1

1

1

1,001

1,047

2,24

   1,0

1

1

1

1,008

1,503

4,19

   2,0

1

1

1,001

1,120

2,756

8,1

   3,0

1

1

1,006

1,437

4,00

12,0

  4,0

1

1

1,021

1,842

5,24

17,4

  5,0

1

1,001

1,047

2,240

6,40

19,7

  7,5

1,001

1,002

1,210

3,220

7,50

26,7

10,0

1,003

1,008

1,503

4,190

12,7

39,1

 

Například stejnosměrný odpor cívky, navinuté drátem o průměru 1 mm je 5 ohmů. Při 1 MHz bude mít cívka odpor (viz tabulka) 5 x 4,18 = 20,97 ohmů. Z tabulky vidíme, proč zvětšováním průměru drátu nemůžeme libovolně zvýšit činitele Q (Q = ω x L / r)  a proč používáme kablíky s navzájem odizolovanými vodiči, familierně „véef lícinka“.

 

Podle Radio-Service č. 27/28