趨膚效應簡介

對于每個電氣參數，必須考慮其數值有效時的頻率范圍。傳輸線的串聯電阻也不例外。與其他參數一樣，它也是頻率的函數。圖4.10畫出了RG-58/U和等效串聯電阻與頻率的函數曲線。圖中采用對數坐標軸。圖4.10以相同的坐標軸繪出了感抗WL的曲線。

當頻率低于W=R/L時，電阻超過感抗，電纜表現為一個RC傳輸線。當頻率高于W=R/L時，電纜是一個低損耗傳輸線。

當頻率高于0.1MHZ時，串聯電阻開始增大。這導致更多的衰減，但相位保持線性。這種電阻的增加稱為趨膚效應（SKIN EFFECT）。

傳播因數的實部和虛部（（R+JWL）（JWC））1/2在圖4.11中繪出，損耗單位為標培，相位單位為RAD（弧度）。1奈培等于8.69DB的損耗。圖中顯示了RC區域、固定衰減區域和趨膚效應區域。如圖所示，相對于RC區域和趨膚效應區域，低損耗區域非常窄。

是什么導致了趨膚效應，它與導體外表層有什么關系呢？

1、趨膚效應的機理

在低頻時，電流在導體內部的分布密度是均勻的。從導線的截面圖看，中心和邊緣區域電流的流量是相同的。

在高頻時，導線表面的電流密度變大，而中心區域幾乎沒有電流流過。電流分布的變化如圖4.12所示，低頻時電流均勻地填滿整個導線，高頻時電流只從接近導線表面的地方流過。

為了形象地證明高頻條件下電流的分布，首先假設導線縱向切成多層同心的長管，就像樹樁上的年輪。

自然對稱的形狀可以阻止電流在環間流動，所以必須無誤差地切割，所有電流絕對平行于導線的中心軸。

現在導線被切成許多環，我們可以分別考慮每個環的電感。靠近中心的環，像長而薄的管道，比外部的環有更大的電感。我們知道，在高頻條件下，電流將從電感更低的通路流過。因此，高頻條件下可以預計從外環通路流過的電流比內環更多。實際上正是如此。在高頻條件下，絕大多數的電流聚集在靠近導體的外表面。

趨膚效應的作用力甚至比僅僅基于各個環管電感的預測作用更顯著，實際上，環管間的互感也迫使電流緊貼著導線的外表面流過。

電流滲透的平均深度，稱為趨膚深度。在高頻條件下，趨膚深度是相當薄的。隨著向內部的接近，在趨膚效應作用下，導體內部電流密度按指數規律下降，平均電流深度是頻率W、導體的磁介系數U、電阻系數P的函數：