集膚效應(yīng)

    在做LED測試時(shí)應(yīng)該會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)以高頻電流驅(qū)動(dòng)器，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)燒黑現(xiàn)象，最終導(dǎo)致死燈。具體表現(xiàn)在金線周圍膠體因持續(xù)高溫下硅膠碳化燒黑，這是由于高頻下阻抗遠(yuǎn)高于直流阻抗，阻抗的升高使金線發(fā)熱更加嚴(yán)重使膠體燒黑，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因就是集膚效應(yīng)。

    一、什麼是集膚效應(yīng)

    集膚效應(yīng)又叫趨膚效應(yīng),當(dāng)交變電流通過導(dǎo)體時(shí),電流將集中在導(dǎo)體表面流過,這種現(xiàn)象叫集膚效應(yīng)。集膚效應(yīng)是電磁學(xué)，渦流學(xué)（渦旋電流）的術(shù)語。這種現(xiàn)象是由通電鐵磁性材料，靠近未通電的鐵磁性材料，在未通電的鐵磁性材料表面產(chǎn)生方向相反的磁場，有了磁場就會(huì)產(chǎn)生切割磁力線的電流，這個(gè)電流就是所謂的渦旋電流，這個(gè)現(xiàn)象就是集膚效應(yīng)。

    二、集膚效應(yīng)的原理

    集膚效應(yīng)是電流或電壓以頻率較高的電子在導(dǎo)體中傳導(dǎo)時(shí),會(huì)聚集于總導(dǎo)體表層,而非平均分佈于整個(gè)導(dǎo)體的截面積中。趨膚效應(yīng)使導(dǎo)體的有效電阻增加。頻率越高，趨膚效應(yīng)越顯著。當(dāng)頻率很高的電流通過導(dǎo)線時(shí)，可以認(rèn)為電流只在導(dǎo)線表面上很薄的一層中流過，這等效于導(dǎo)線的截面減小，電阻增大。既然導(dǎo)線的中心部分幾乎沒有電流通過，就可以把這中心部分除去以節(jié)約材料。因此，在高頻電路中可以采用空心導(dǎo)線代替實(shí)心導(dǎo)線。此外，為了削弱趨膚效應(yīng)，在高頻電路中也往往使用多股相互絕緣細(xì)導(dǎo)線編織成束來代替同樣截面積的粗導(dǎo)線，這種多股線束稱為辮線。

    三、集膚效應(yīng)的應(yīng)用

    導(dǎo)體中交變電磁場的強(qiáng)度隨著進(jìn)入導(dǎo)體的深度而呈指數(shù)遞減，因此在防曬霜中混入導(dǎo)體微粒(一般是氧化鋅和氧化鈦)，就能使陽光中的紫外線(高頻電磁波)的強(qiáng)度減低。這便是物理防曬的原理之一。此外，趨膚效應(yīng)也是電磁遮罩的方法之一，利用趨膚效應(yīng)可以阻止高頻電磁波透入良導(dǎo)體而作成電磁遮罩裝置，這也是電梯中，手機(jī)收訊不好的原因。在工業(yè)應(yīng)用方面，利用趨膚效應(yīng)可以對金屬進(jìn)行表面淬火。