• 締切済み

表皮効果について

再度のご質問、ご容赦ください。 電線に電流を流すと表皮効果で電線の表面近くを電流がながれますが、この原理について下記の解釈は正しいでしょうか? 【表皮効果】 電線に電流を流すと、アンペア右ねじの法則で磁束が発生する。 発生した磁束は φ=BS=μHS=μIS/2πr で表されるので、r(電線の中心からの距離)が小さいほど磁束が多くなる。 この磁束と鎖交する電線断面には、ファラデーの法則で電圧が発生し渦電流が流れる。 この渦電流は、レンツの法則のとおり鎖交磁束の変化を妨げる方向に磁束を発生させるように流れる。 よって電線の中心ほど電流が流れにくくなるため、電線表面に電流が集まる。 また、ファラデーの法則e=Ndφ/dtより、磁束の変化量が大きいほど電圧が高くなるため渦電流も増加するので、高周波ほど表皮効果が顕著になる。 よろしくお願い致します。

noname#190605
noname#190605

みんなの回答

  • k----i
  • ベストアンサー率0% (0/0)
回答No.2

交流電流のように時間的に変化する電流では磁界も周期的に変化し、電流の変化を 妨げる方向に逆起電力(逆流)が発生し、磁束鎖交数が大きい中心部の電流が阻止され、 電流密度が小さくなって導体表面に電流が流れ、インダクタンスが増す。 この現象を表皮効果といいます。 導体の半径、導電率、透磁率、周波数が大きいほど効果は大きいです。 商用周波数50HZや60HZではその影響は2~3%です。

  • fjnobu
  • ベストアンサー率21% (491/2332)
回答No.1

その通りです。

関連するQ&A

  • 表皮効果について

    ある書籍に交流電圧は導体の中ほど鎖交磁束の影響を受け流れにくいために外側を流れると書かれてあるのですが、 この鎖交磁束というのは外部からの磁場ということですよね? 外部から磁場がなければ表皮効果は起きないということなのでしょうか? よろしくお願い致します。

  • 電線の表皮効果

    電線に電流を流すと表皮効果で電線の表面近くを電流がながれますが、この原理について教えてください。 フレミング右手・左手の法則と右ねじの法則が関与すると思いますが、詳細がわかりません。 電流が流れると右ねじの法則で磁界が発生しますが、その後の様相について教えてください。 よろしくお願い致します。

  • 表皮効果の内部状態

    表皮効果について、よくわかってきたんですが、 細かいことなんですが、電流をながしたときに中心部と表皮でおきている状態 (磁束と電流の関係)を詳しく知りたいんです。 教えてください。お願いいたします。 関連URL: http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?qid=148030 http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?qid=149121

  • 表皮効果について

    表皮効果について教えてください。 周波数が高くなるほど導体表面にしか電流が流れないととのことですが、なぜでしょうか。

  • レンツの法則について

    レンツの法則について質問です. 銅線のコイルに磁石を近づけるとレンツの法則によりコイルに電流が流れ磁束変化を妨げようとする向きに磁場が発生する現象があると思います.このとき,磁石はコイルから遠ざかる向きに力を受けるのでしょうか?また,この力は何によって発生した力なのでしょうか?

  • 近接効果について教えてください。

    近接効果について教えてください。 「平行で互いに近接した2本の導線に同じ方向の電流が流れるとき、導線同士の間は磁束密度が高くなり、電流はそれぞれの導線内部で他方の導線に接していない側を流れようとする」 という近接効果の原理がいまいち理解できません。 (1)導線同士の間は磁束密度がゼロもしくは極少になるように思えます。 右ネジの法則から、それぞれの導線の周りには同じ回転方向の磁束が生じますよね?すなわち導線の間では磁束が逆向きなので打ち消し合い、最終的に2本の導線をまたぐ落花生型の磁束線ができるイメージがあります。この考えは間違いでしょうか? (2)フレミングの左手の法則を考えれば、むしろローレンツ力によって引き合うのでは? 高校物理では同じ方向に電流が流れる電線は互いに引き合うとならいますよね?この時電線の断面では他方の電線に近い側に電流が引きつけられているイメージがありました。この考えは間違いでしょうか?近接効果のケースも電流には引き合う方向にローレンツ力が働いているのではないのですか? いくらか調べる中で、「近接効果は表皮効果と同じ原理・・・」との表記がありました。ということは、一方の電流が他方の導線内の近い側に誘導電流を発生させ(ようとし)、その誘導電流の向きが逆向きであるために抵抗として働き、結果として導線の接点付近は流れにくくなる、ということでしょうか。更に言えばこのときローレンツ力も働いていて引き合っているが、抵抗の大きさが支配的であるということでしょうか。 以上、初歩的な質問の上に大変読みにくい文章で恐縮ですが、みなさんご享受願います。 (添付画像は以下のページより引用) http://ednjapan.rbi-j.com/issue/2010/3/65/6348

  • 表皮効果の影響について

    表皮効果について調べています。 表皮効果は交流電流を流したときの電磁誘導の現象だと理解しております。 ただ直流と言われている 周波数成分をもつ脈流(単相半波整流など)も時間的な変化があるので 表皮効果の現象は発生するのではと考えております。 ご存知の方がいらしたらご教授お願いします。 また影響する場合、浸透深さを計算するとき導電率などは材料特性は一緒と仮定すると 周波数に依存すると思いますが 50Hzの交流と単相半波では同じ浸透深さになるのでしょうか?

  • 表皮効果の原理について

    表皮効果の原理について教えて下さい。 なぜ導体表面のみが高周波電流を流すことが出来て 導体内部では出来なくなるのでしょうか? これは何が関係しているのでしょうか? これって導体内部が穴だらけのすかすかの導線を使えば 高周波をうまく流すことが出来るということなのでしょうか?

  • うず電流

    導体を磁束が貫いているとき、その磁束が変化するか、又は導体が磁束をきると、当該導体内部に電磁誘導作用によって起電力が誘導される。この起電力は当該磁束の変化を妨げる方向に発生し、当該導体内に渦状に分布して流れます・・・この電磁誘導というのは自己誘導作用によるものと考えてよいのでしょうか。  当該コイルは、この起電力(いわゆる逆起電力といわれるのでしょうが)により、電源電圧がつりあったところで、一定の電流が流れるという理解でよろしいでしょうか。(安易に捉えてしまうと、電源電圧により電流が流れて、逆起電力ができてそれらがつりあうと、電流が流れない?と考えがちなので・・・)  うず電流についてですが、相互誘導作用によっても発生するのでしょうか。というのは、たとえばコイル1による磁束の変化により、コイル2が相互誘導作用により、コイル2に巻かれている導体に電流が流れる(方向は磁束の変化を妨げる方向)が、同様に、当該導体内部にもうず電流は発生するのでしょうか。そんなことがありえるのでしょうか。なお、発生するのであれば、コイルに巻かれた導線に流れる電流と内部の導体内のうず電流の方向は同じになると言うことでしょうか。 また相互誘導作用によるうず電流を発生するとともに、もとのコイルでは自己誘導作用によるうず電流も発生すると考えてよいのでしょうか。

  • 渦電流の発生原因

    導体を貫く磁束が増えたりするとそれを妨げる向きに渦電流が発生しますが、なぜ発生するのか右ねじの法則など(フレミングの左手の法則をつかわずに)使って、理論的に教えていただきたいです。お願いします。