高频变压器导线的趋肤效应
浅谈高频变压器屏蔽问题
浅谈高频变压器屏蔽问题发表时间：2018-10-01T09:52:27.683Z 来源：《电力设备》2018年第16期作者：李坚[导读] 摘要：目前开关电源广泛使用在各类家电中，其中家电的EMI效果也越来越受到消费者的重视，大部分消费者更愿意去购买一些EMI效果好的家电产品，开关电源作为比较影响产品EMI效果的一部分越来越收到开发人员重视，如何将高频变压器的干扰降至最低，无疑是对开关电源EMI一项重要问题，本文将主要讲述将对变压器屏蔽问题做一定论述。
（珠海格力电器股份有限公司广东珠海 519070）摘要：目前开关电源广泛使用在各类家电中，其中家电的EMI效果也越来越受到消费者的重视，大部分消费者更愿意去购买一些EMI效果好的家电产品，开关电源作为比较影响产品EMI效果的一部分越来越收到开发人员重视，如何将高频变压器的干扰降至最低，无疑是对开关电源EMI一项重要问题，本文将主要讲述将对变压器屏蔽问题做一定论述。
关键词：高频变压器；电磁屏蔽；平衡干扰；开关电源一、干扰源分析开关电源干扰主要集中在一下几个方面：①零、火线对地（PE）②整流桥后直流母线、强电地对地（PE）③弱电地与强电地之间④直流母线与弱电输出电源之间⑤高频变压器磁芯与强电地之间⑥高频变压器强弱电不同绕组之间1、初级绕组对磁芯干扰初级绕组在工作时会导致磁芯上感应出一定寄生寄生电容，这个感应电容可以通过示波器大概观测出来，在磁芯没有做任何屏蔽的情况下通过示波器观察该电压较大，由于开关电源工作在高频下该寄生电容存在对地反复充放电现象，这些干扰会以共模噪声的形式影响开关电源的端子骚扰电压，进而影响电器的低、中频段（300KHZ~30MHZ）的EMI效果；若此时硬件开关电源Layout不合理，叠加的干扰因素将会直接导致产品EMI测试不合格。
以反激式开关电源为例，在高频变压器工作时，初级对磁芯存在一定电势差，工作时存在寄生电容，由于这个寄生电容的存在会产生位移电流；位移电流位移电流是电位移矢量随时间的变化率对曲面的积分。
高频电感趋肤效应公式
高频电感趋肤效应公式一、高频电感趋肤效应的定义和原理高频电感趋肤效应是指在交流电场中，导体中的电流主要分布在导体表面附近的现象。
它是高频电路设计和应用中的重要考虑因素，因为在高频电路中，电流的趋肤效应会导致电感元件的频率响应变化和损耗增加。
因此，准确计算和理解高频电感趋肤效应是非常重要的。
二、高频电感趋肤效应公式的推导高频电感趋肤效应的公式可以通过麦克斯韦方程组和安培定律推导得到。
我们以圆形截面的线圈为例进行推导。
首先，根据麦克斯韦方程组，可以得到线圈表面处的磁感应强度与线圈内部电流的关系。
根据安培定律，可以得到线圈内部电流与线圈表面处的感应电场强度的关系。
结合这两个关系，我们可以推导出高频电感趋肤效应的公式。
公式为：δ = √(2ρ/πfμ)其中，δ表示电感的皮肤深度，ρ表示线圈材料的电阻率，f表示交流电场的频率，μ表示磁导率。
三、高频电感趋肤效应公式的含义高频电感趋肤效应公式中的皮肤深度δ表示电流在导体表面附近的深度，它与线圈材料的电阻率、频率以及磁导率有关。
皮肤深度越小，电流在导体表面附近的分布就越集中，导致电感损耗增加。
因此，在高频电路设计中，我们需要选择合适的线圈材料和降低频率，以减小皮肤深度，降低电感损耗。
公式中的电阻率ρ是一个材料属性，不同材料的电阻率不同。
通常，优良的高频电感材料应具有低电阻率以减小电感损耗。
公式中的频率f也是一个重要的影响因素。
随着频率的增加，皮肤深度减小，电流越容易集中在导体表面附近。
因此，在高频电路设计中，我们需要尽量降低频率，以减小电感损耗。
公式中的磁导率μ是导体材料的一个属性，不同材料的磁导率也不同。
优秀的高频电感材料应具有高磁导率，以提高磁感应强度，减小电感损耗。
四、高频电感趋肤效应公式的应用高频电感趋肤效应公式在高频电路设计和应用中具有重要的应用价值。
通过准确计算和理解电感的趋肤效应，可以优化电路设计，提高电路性能。
在高频电路中，电感元件的频率响应是设计中需要考虑的重要参数之一。
趋肤效应简介
多层线圈高频损耗严重、线圈并联不正确时产生高 频环流以及处于强交变磁场中的屏蔽层和不工作中 心抽头线圈高损耗问题。
集肤效应（Skin effect） 集肤效应（Skin effect）
磁场最强 低频时单根导 线产生的磁场 离开导线中心 越远磁场越弱
H = I / πd
在导线中心包围的电流少，磁场H弱。 由中心点向外延伸时，包围的电流逐 渐加大，到达导体表面时包围了全部 电流，磁场也最强。
Skin effect
如果通过高频电流，由于分布电感的作用，外部 电感阻挡了外加电压的大部分，只是在接近表面 的电阻才流过较大电流，由于分布电感压降，表 面压降最大，由表面到中心压降逐渐减少，由表 面到中心电流也愈来愈小，甚至没有电流，也就 是没有磁场。这就是集肤效应或趋肤效应。
研究表明，导线中电流密度从导线表面到中心按指数 规律下降。导线的有效截面积减小而电阻加大。 工程上定义从表面到电流密度下降到表面电流密 度的0.368（即1/e）的厚度为趋肤深度或穿透深度Δ:
THE END
穿透深度越深导线的利用率越高，反之。
有了上面对集肤效应的分析可以得出下面的使用指导 大直径的导线因交流电阻引起的交流损耗大， 经常用截面之和等于单导线的多根较细导线并联。
如果是两根导线代替一根，细导线的直径
d = D/ 2
单导线的穿透截面积 两根并联导线的穿透截面积
π d∆
2π d ∆
多股细线绞合的利兹线可以减小集肤效应和邻近效应。
b、c和d、e边与主电 流OA相反（图中蓝色）
主电流和涡流 之和在导线表面加 强，趋向导线中心 越弱，电流趋向于 导体表面。这就是 集肤效应。
将单位长度的导 线，分割成足够 小的同心圈，当 沿径向分割足够 小时，认为通过 这些筒的截面磁 感应密度均匀。
趋肤效应讲解
趋肤效应趋肤效应指当导体中有交流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分布不均匀，且电流集中在导体的“皮肤”部分的一种现象。
导线内部实际上电流变小，电流集中在导线外表的薄层。
结果导线的电阻增加，使它的损耗功率也增加。
这一现象称为趋肤效应(skineffect)。
趋肤效应：交流电通过导体时，在导体内部的电流是不均匀的，随着频率升高，电流会越来越趋近于导体表面，频率足够高时， 导体内部几乎没有电流，电流全部分布于导体表面。
这就导致了导体有效导电的截面积减少，电阻增大。
定理定义趋肤效应（skineffect）在计算导线的电阻和电感时，假设电流是均匀分布于他的截面上。
严格说来，这一假设仅在导体内的电流变化率（di/dt）为零时才成立。
另一种说法是，导线通过直流（dc）时，能保证电流密度是均匀的。
或者电流变化率很小，电流分布仍可认为是均匀的。
对于工作于低频的细导线，这一论述仍然是可确信的。
但在高频电路中，电流变化率非常大，不均匀分布的状态甚为严重。
高频电流在导线中产生的磁场在导线的中心区域感应出最大的电动势。
由于感应的电动势在闭合电路中产生感应电流，在导线中心的感应电流最大。
因为感应电流总是在减小原来电流的方向，它迫使电流只限于靠近导线外表面处。
效应产生的原因主要是变化的电磁场在导体内部产生了涡旋电场，与原来的电流相抵消。
趋肤效应简介趋肤效应最早在1883年贺拉斯·兰姆的一份论文中提及，只限于球壳状的导体。
1885年，奥利弗·赫维赛德将其推广到任何形状的导体。
趋肤效应使得导体的电阻随着交流电的频率增加而增加，并导致导线传输电流时效率减低，耗费金属资源。
在无线电频率的设计、微波线路和电力传输系统方面都要考虑到趋肤效应的影响。
趋肤效应应用：在高频电路中可用空心铜导线代替实心铜导线以节约铜材。
架空输电线中心部分改用抗拉强度大的钢丝。
虽然其电阻率大一些，但是并不影响输电性能，又可增大输电线的抗拉强度。
50hz趋肤效应
50hz趋肤效应
摘要：
1.50Hz 趋肤效应的定义
2.50Hz 趋肤效应的原理
3.50Hz 趋肤效应的应用
4.50Hz 趋肤效应的优缺点
正文：
50Hz 趋肤效应是一种在交流电场中，导线表面电流密度比内部电流密度大的现象。
它是由于电流在导线表面和内部的传输速度不同导致的，表面电流速度较快，而内部电流速度较慢。
50Hz 趋肤效应的原理是，当交流电流通过导线时，电流会在导线表面形成一个电流密集区域，这个区域的电流速度比导线内部的电流速度快。
由于电流的连续性原理，导线内部的电流速度必须小于表面电流速度，这就导致了导线表面的电流密度大于内部的电流密度。
50Hz 趋肤效应在许多领域都有应用，比如在电力系统中，它可以用于防止电线过热，提高电线的传输效率。
此外，50Hz 趋肤效应还可以用于测量电线的厚度和检测电线的损伤。
50Hz 趋肤效应的优点是可以提高电线的传输效率，防止电线过热，提高电线的使用寿命。
但是，它也有一些缺点，比如会导致电线表面的电流密度过大，从而可能引发电线的损伤和火灾。
趋肤效应与线经选择
趋肤效应与变压器线径选择
1. 趋肤效应
当导线通过交流电时，因导线的内部和边缘部分所交链的磁通量不同，致使导线表面上的电流产生不均匀分布，相当于导线有效截面减少，这种现象称为趋肤效应。
开关变压器工作频率一般在20kHz 以上，随着元器件的改善，工作频率的提高，趋肤效应影响越大。
因此，在设计绕组选择电流密度和线径时必须考虑趋肤效应引起的有效截面的减小。
导线通有高频交变电流时，有效截面的减少可以用穿透深度来表示。
穿透深度的意义是：由于趋肤效应，交变电流沿导线表面开始能达到的径向深度，计算公式为
Δ=102
⨯⨯⨯ωγμ-3 Δ——穿透深度（mm ）
ω——角频率，ω=2πf （rad/s ）
μ——导线磁导率（H/m ）
γ——导线的导电率（S/m ）
式中μ=4π×10-7 H/m ；γ=58×10-6 S/m 。
2. 导线选择原则
在选用开关电源变压器初、次级绕组线径时，应遵循导线直径小于两倍穿透深度的原则。
当导线要求的线径大于由穿透深度决定的最大有效直径时，应采用小直径的导线并绕或采用多股导线。
大电流绕组最好能采用宽而薄的扁铜带，铜带厚度应小于穿透深度的两倍。
3.电源常用频率的穿透深度。
【电气基础】邻近效应、边缘效应、涡流损耗
【电气基础】邻近效应、边缘效应、涡流损耗对磁性元件的绕组进行合理设计, 能够有效地提高磁性元件性能，但是磁性元件的设计是一个复杂的综合过程, 包含非常多的内容, 需要整体、系统地考虑各种因素。
❶邻近效应相邻导线流过高频电流时，由于磁电作用使电流偏向一边的特性，称为“邻近效应”。
如相邻二导线A，B流过相反电流IA和IB 时，B导线在IA产生的磁场作用下，使电流IB在B导线中靠近A 导线的表面处流动，而A导线则在IB产生的磁场作用下，使电流IA在A导线中沿靠近B导线的表面处流动。
又如当一些导线被缠绕成一层或几层线匝时，磁动势随绕组的层数线性增加，产生涡流，使电流集中在绕组交界面间流动，这种现象就是邻近效应。
邻近效应随绕组层数增加而呈指数规律增加。
因此，邻近效应影响远比趋肤效应影响大。
减弱邻近效应比减弱趋肤效应作用大。
由于磁动势最大的地方，邻近效应最明显。
如果能减小最大磁动势，就能相应减小邻近效应。
所以合理布置原副边绕组，就能减小最大磁动势，从而减小邻近效应的影响。
理论和实践都说明，设计工频变压器时使用的简单方法，对设计高频变压器不适用。
在磁芯窗口允许情况下，应尽可能使用直径大的导线来绕制变压器。
在高频应用中常导致错误，使用直径太大的导线，则会使层数增加，叠加和弯曲次数增多，从而加大了邻近效应和趋肤效应，就会使损耗增加。
因此太大的线径和太小的线径一样低效。
显然由于邻近效应和趋肤效应缘故，绕制高频电源变压器用的导线或簿铜片有个最佳值。
邻近效应和集肤效应临近效应与集肤效应是共存的。
集肤效应是电流主要集中在导体表面附近，但是沿着导体圆周的电流分布还是均匀的。
如果另一根载有反向交流电流的圆柱导体与其相邻，其结果使电流不再对称地分布在导体中，而是比较集中在两导体相对的内侧，形成这种分布的原因可以从电磁场的观点来理解。
电源能量主要通过两线之间的空间以电磁波的形式传送给负载，导线内部的电流密度分布与空间的电磁波分布密切相关，两线相对内侧处电磁波能量密度大，传入导线的功率大，故电流密度也较大。
趋肤效应高频等效电阻
趋肤效应高频等效电阻嘿，朋友们！今天咱来聊聊那个挺有意思的趋肤效应高频等效电阻。
咱就说啊，这趋肤效应就好像是电流在导体里的一场特别“旅行”。
平常电流在导体里那是畅通无阻地跑啊，但到了高频的时候，它就开始变得“调皮”啦！它就专门往导体表面挤，就跟人爱往热闹的地方凑似的。
这一挤可不得了，导体中间就好像被冷落了一样。
你想想看，电流都挤到表面了，那电阻不就有变化了嘛！就好比一条路，本来大家可以均匀地在上面走，现在都挤到路边去了，那路边不就容易堵嘛，这就相当于电阻增大了呀！这趋肤效应高频等效电阻在我们生活里也有不少体现呢！比如说那些高频的电路，要是不考虑它，那可就容易出问题啦。
就好像你去参加一个聚会，不了解大家的喜好和习惯，那不就容易闹笑话嘛。
咱再打个比方，趋肤效应高频等效电阻就像是一个隐藏在电路里的小怪兽，你要是不了解它，它就会时不时地蹦出来捣乱。
可你要是知道了它的存在，还研究透了它，那你就能把它给收服啦，让电路乖乖听话。
你说这多神奇啊！一个小小的现象，就能对电路产生这么大的影响。
那我们在设计电路的时候，不就得好好考虑考虑它嘛。
不然等出了问题再去解决，那不就麻烦啦！而且啊，这趋肤效应高频等效电阻还能让我们看到，这世界上的很多东西都不是那么简单的。
一个小小的电流，在不同的情况下都能有这么多变化，更何况是我们生活中的其他事情呢。
所以啊，我们得保持一颗好奇的心，多去研究研究这些看似平常但其实很奇妙的现象。
这样我们才能不断进步，不断发现新的知识和乐趣呀！这趋肤效应高频等效电阻不就是一个很好的例子嘛！我们可不能小瞧了它，要好好去探索它背后的奥秘，让我们的电路设计更完美，让我们的科技发展更迅速！怎么样，是不是觉得很有意思呢？。
变压器的趋肤效应计算
变压器的趋肤效应计算变压器的趋肤效应是指在变压器线圈中通过交变电流时，电流主要集中在线圈表面，而在线圈内部的电流较小的现象。
这种效应的产生是由于交变电流在导体中引起的感应电动势，从而产生了涡流。
变压器是电力系统中常用的电力装置，它用来改变交流电的电压大小。
在变压器中，线圈是起到传输电能的作用的重要部分。
当通过变压器的线圈中通以交变电流时，电流会在线圈内部产生感应电动势，从而激发涡流。
这种涡流主要集中在线圈表面，而在线圈内部的电流较小。
涡流的产生是由于电磁感应的原理。
当通过导体的磁通发生变化时，会在导体中产生感应电动势。
在变压器中，线圈中的交变电流会导致线圈的磁通发生变化，从而在线圈中产生感应电动势。
这个感应电动势会驱动电流在线圈内部流动，形成涡流。
涡流的存在会引起一些问题。
首先，涡流会造成电能的损耗。
涡流产生的磁场会与变压器的铁芯相互作用，导致铁芯发热。
这会造成能量的损耗，并降低变压器的效率。
其次，涡流还会引起电磁噪声。
涡流产生的磁场会与变压器的铁芯和线圈产生相互作用，产生声音。
这会影响到变压器的正常运行。
为了减小涡流的影响，可以采取一些措施。
首先，可以使用绝缘材料来包裹线圈，减少涡流的产生。
绝缘材料可以阻止涡流的形成，从而降低电能损耗。
其次，可以采用多层绕组的方式，将线圈分成多个绕组，从而减小涡流的流动路径，降低涡流的大小。
此外，还可以使用铁芯来引导磁场，减小涡流的影响。
变压器的趋肤效应是指在变压器线圈中通过交变电流时，电流主要集中在线圈表面，而在线圈内部的电流较小的现象。
涡流的产生是由于交变电流在导体中引起的感应电动势，从而产生了涡流。
涡流会造成电能的损耗和电磁噪声，但可以通过使用绝缘材料、多层绕组和铁芯等措施来减小其影响。
变压器的趋肤效应是变压器设计和运行中需要考虑的重要因素。
趋肤效应 变压器线圈AC系数参考
集肤效应Criss.Chang 趋肤效应---又叫集肤效应，当高频电流通过导体时，将集中在导体表面流通，这种现象只与电流的频率有关，同电压没关系,为了解决此问题将导线改为细丝多股制成。
将导线改为多股细丝是为了增大导体的表面积,集肤效应只跟电流的频率有关。
比如:收音机的磁棒天线就是用多股的细纱线绕制,就是为了增强接收信号的能力。
当交变电流通过导线时，电流密度在导线横截面上的分布是不均匀的，并随着电流变化频率的升高，电流将越来越集中于导线的表面附近，导线内部的电流却越来越小的现象称为趋肤效应。
引起趋肤效应的原因就是涡流。
涡流i的方向在导体内部总与电流I变化趋势相反，阻碍I变化，在导体表面附近，却与I变化趋势相同。
交变电流不易在导体内部流动，而易于在导体表面附近流动，形成趋肤效应。
集肤效应又叫趋肤效应,当交变电流通过导体时,电流将集中在导体表面流过,这种现象叫集肤效应。
是电流或电压以频率较高的电子在导体中传导时,会聚集于总导体表层,而非平均分布于整个导体的截面积中。
频率越高，趋肤效用越显著。
因为当导线流过交变电流时，在导线内部将产生与电流方向相反的电动势。
由于导线中心较导线表面的磁链大，在导线中心处产生的电动势就比在导线表面附近处产生的电动势大。
这样作用的结果，电流在表面流动，中心则无电流，这种由导线本身电流产生之磁场使导线电流在表面流动。
集肤效应是电磁学涡流学（涡旋电流）的术语这种现象是由通电铁磁性材料靠近未通电的铁磁性材料在未通电的铁磁性材料表面产生方向相反的磁场有了磁场就会产生切割磁力线的电流这个电流就是所谓的涡旋电流这个现象就是集肤效应在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。
此外，为了削弱趋肤效应，在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线，这种多股线束称为辫线。
在工业应用方面，利用趋肤效应可以对金属进行表面淬火。
考虑到交流电的集肤效应，为了有效地利用导体材料和便于散热，发电厂的大电流母线常做成槽形或菱形母线；另外，在高压输配电线路中，利用钢芯铝绞线代替铝绞线，这样既节省了铝导线，又增加了导线的机械强度，这些都是利用了集肤效应这个原理。
趋肤效应的理解
趋肤效应导体中的高频电磁场以及由它引起的高频电流向导体表面层上集中的现象。
在均匀导体中,稳恒电流均匀分布在导体内部,沿同一导体横截面上任何一点的电流密度相同。
对于高变电流,电流的分布不再均匀,按近表面处的电流密度将大于导体中心所在处,随着交变电流频率的加大,这种不均匀性将迅速增加,当频率增加到其相应的波长可以和导；趋肤效应是指在高频信号在导线上传输时频率越高信号的传输区域越趋于导线外层的一种物理现象.由于信号频率越高导线能传输信号的表层越薄对信号的衰减也就越大因而导线上信号的传输衰减是随频率的增加而增加的；趋肤效应，是当交变电流通过等离子体时，由于交流电产生的交变磁场会在等离子体内部引起涡流，所以电流密度在等离子体横截面上的分布不再是均匀的，越靠近等离子体表面处电流密度越大，这种现象叫趋肤效应。
趋肤效应使AR离子集中于等离子体表层，形成所谓的中心通道；当高频电流传导时，导体边缘的电阻比导体中心的要小，因而表面传输的高频电流密度最大。
若将导体表面的传输的电流定为１，则所谓趋肤深度是指着这样的深度即在该处所感应的电流密度为导体表面最大值的１／e。
从表面到１／e出这一薄层所感应的电流占整体的63.2%，他所吸收的功率占总体积的86.5%。
这种高频电流流经导体是有趋向于集中导体外表层的现象，称为趋肤效应；趋肤效应对于光源的分析性能极为重要：１.由于趋肤效应所形成的等离子体高温区呈环形，试样气溶胶可以从环形中心进入等离子体２.由于中心通道进样的等离子体光源，试样气溶胶处于ＩＣＰ的高温区域，有利于试样的原子化和谱线激发，可获得较高的谱线强度。
３.试样气溶胶从等离子体中心通道穿过，不会很快逸散到等离子体外，在等离子体中又较长的停留时间。
同时不会再等离子体外形成试样原子的冷凝蒸汽层，降低了光源的自吸收，增加标准曲线的线性动态范围。
４.中心信道进样类似于间接加热方式。
ＩＣＰ焰炬像一个圆形的管式电炉一样，中心是受热区和被加热物，周围是加热区，这种加热方式使得加热区组分的变化对受热区的试样影响较小，降低了光源的基体效应；在ICP中高频感应电流基于磁力线的作用而使电流在导体中分布是不均匀的,绝大部分电流流经导体的外圈,其趋肤深度就是电流值下降至其表面最大电流值的1/e(36.8%)时距表面层的距离.其趋肤深度S=1/根号PIfμδf-----高频电源的频率(Hz)μ------磁导率(H/cm)对气体μ=1δ----气体电导率(S/cm)由以上公式可以看出频率增高则趋附层变薄即环形电流中心孔径增大,因此较高的电源频率有利形成等离子体中心通道趋肤效应：高频电流在导体上传输时，由于导体的寄生分布电感的作用，使导线的电阻从中心向表面沿半径以指数的方式减少，因此高频电流的传导主要通过电阻较小的表面一层，这种现象称为趋肤效应。
高频变压器导线的趋肤效应
高频变压器导线的趋肤效应1、趋肤效应趋肤效应亦称为“集肤效应”。
交变电流通过导体时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀，愈近导体表面电流密度越大。
这种现象称“趋肤效应”。
趋肤效应使导体的有效电阻增加。
当频率很高的电流通过导线时，可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过，这等效于导线的截面减小，电阻增大。
既然导线的中心部分几乎没有电流通过，就可以把这中心部分除去以节约材料。
因此，在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。
此外，为了削弱趋肤效应，在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线，这种多股线束称为辫线。
交变磁场会在导体内部引起涡流，电流在导体横截面上的分布不再是均匀的，这时，电流将主要地集中到导体表面。
这种效应称为趋肤效应。
利用趋肤效应，在高频电路中可用空心铜导线代替实心铜导线以节约铜材。
架空输电线中心部分改用抗拉强度大的钢丝。
虽然其电阻率大一些，但是并不影响输电性能，又可增大输电线的抗拉强度。
2、高频变压器工作频率较高,一般在15-100kHz.因趋肤效应作用,变压器的导线粗细就受到一定限制。
工作频率的提高，趋肤效应影响越大。
因此，在设计绕组选择电流密度和线径时必须考虑趋肤效应引起的有效截面的减小。
导线通有高频交变电流时，有效截面的减少可以用穿透深度来表示。
穿透深度的意义是：由于趋肤效应，交变电流沿导线表面开始能达到的径向深度，用“Δ”表示,计算公式为：Δ——穿透深度（mm）；ω——角频率，ω=2πf（rad/s）；γ——电导率（S/m），当导线为铜线时，(S/m)；μ——磁导率（H/m）；铜的相对磁导率，；式中即为真空磁导率 H/m。
导体的穿透深度公式可以简化为:Δ＝K×66.1/√f (mm), f是工作频率(Hz), K是常数对铜而言K=1。
铜导体的穿透深度（20 ℃）f(kHZ) 1 3 5 7 10 13 15 18 2023Δ(mm) 2.089 1.206 0.9346 0.7899 0.6608 0.5796 0.5396 0.4926 0.4673 0.4358f(kHZ) 25 30 35 40 45 50 60 70 80 100Δ(mm) 0.4180 0.3815 0.3532 0.3304 0.3115 0.2955 0.2697 0.2497 0.2336 0.2098 3、高频变压器单股导线的最大线径<2Δ＝2*66.1/√f (mm).假若工作频率f＝30KHz时,最大线径为0.76mm ,所以选择0.8mm以上的导线就没有意义了.4. 高频变压器线径高频变压器线径公式!Unexpected End of Formula ：j I D ÷×13.1= ；I 是电流，J 是电流密度。
趋肤效应——精选推荐
趋肤效应 交变电流通过导线时，电流在导线横截⾯上的分布是不均匀的，导体表⾯的电流密度⼤于中⼼的密度，且交变电流的频率越⾼，这种趋势越明显，该现象称为趋肤效应(skin effiect)，趋肤效应也称集肤效应。
趋肤效应（ skin effect），在“GB/T 2900.1-2008 电⼯术语 基本术语”中定义如下： 由于导体中交流电流的作⽤，靠近导体表⾯处的电流密度⼤于导体内部电流密度的现象。
注1：随着电流频率的提⾼，趋肤效应使导体的电阻增⼤，电感减⼩； 注2：在更⼀般的情况下，任何随时间变化的电流都产⽣趋肤效应。
与趋肤效应同时存在的还有邻近效应，变频器输出含有丰富的⾼次谐波，⾼次谐波电流将在电机的绕组中产⽣邻近效应和趋肤效应及在铁芯中产⽣的谐波涡流损耗和谐波磁滞损耗不可忽视。
邻近效应的原理以及相关研究>>>⼀趋肤效应原理 趋肤效应实际上是涡流的体现，涡流是电磁感应的⼀种体现⽅式，但是，某些⽂献简单的认为，由于电流流过导体时，导体中⼼处的磁感应强度⼤，因电磁感应产⽣的感应电动势⼤，根据楞次定理，感应电动势将阻碍电流的变化，这种说法是错误的。
以截⾯为圆形的长直导线为例，其磁场分布如下图1所⽰。
图1、截⾯积为圆形的长直导线内部磁场分布图 根据安培环路定理，磁场强度H沿闭合回路的线积分等于闭合回路包含的电流的代数和，与闭合回路之外的电流⽆关。
均匀材质的导体中，磁感应强度B与磁场强度成正⽐，选闭合回路为图中所述的各条磁⼒线，可知，越靠近导体中⼼，磁⼒线包围的电流越⼩，在导体轴线上，磁感应强度为零。
实际上，趋肤效应是涡流效应的结果，如图2所⽰：图2、涡流与趋肤效应 如图，电流I流过导体，在I的垂直平⾯形成交变磁场，交变磁场在导体内部产⽣感应电动势，感应电动势在导体内部形成涡流电流i，涡流i的⽅向在导体内部总与电流I的变化趋势相反，阻碍I变化，涡流i的⽅向在导体表⾯总与I的变化趋势相同，加强I变化。
趋肤效应
趋肤效应目录趋肤效应简介趋肤效应解析趋肤效应实验趋肤效应校正 skin effect 定义 在计算导线的电阻和电感时，假设电流是均匀分布于他的截面上。
严格说来，这一假设仅在导体内的电流变化率（di/dt）为零时才成立。
另一种说法是，导线通过直流（dc）时，能保证电流密度是均匀的。
但只要电流变化率很小，电流分布仍可认为是均匀的。
对于工作于低频的细导线，这一论述仍然是可确信的。
但在高频电路中，电流变化率非常大，不均匀分布的状态甚为严重。
高频电流在导线中产生的磁场在导线的中心区域感应最大的电动势。
由于感应的电动势在闭合电路中产生感应电流，在导线中心的感应电流最大。
因为感应电流总是在减小原来电流的方向，它迫使电流只限于靠近导线外表面处。
这样，导线内部实际上没有任何电流，电流集中在临近导线外表的一薄层。
结果使它的电阻增加。
导线电阻的增加，使它的损耗功率也增加。
这一现象称为趋肤效应（skin effect）。
趋肤效应应使导线型传输线在高频（微波）时效率很低，因为信号沿它传送时，衰减很大。
[编辑本段]趋肤效应简介 趋肤效应 亦称为“集肤效应”。
交变电流(alternating electric current, AC)通过导体时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀，愈近导体表面电流密度越大。
这种现象称“趋肤效应”。
趋肤效应使导体的有效电阻增加。
频率越高，趋肤效应越显著。
当频率很高的电流通过导线时，可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过，这等效于导线的截面减小，电阻增大。
既然导线的中心部分几乎没有电流通过，就可以把这中心部分除去以节约材料。
因此，在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。
此外，为了削弱趋肤效应，在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线，这种多股线束称为辫线。
在工业应用方面，利用趋肤效应可以对金属进行表面淬火。
交变磁场会在导体内部引起涡流，电流在导体横截面上的分布不再是均匀的，这时，电流将主要地集中到导体表面。
什么叫趋肤效应
什么叫趋肤效应?趋肤效应的定义对于每个电气参数，必须考虑其数值有效时的频率范围。
传输线的串联电阻也不例外。
与其他参数一样，它也是频率的函数。
图4.10画出了RG-58/U和等效串联电阻与频率的函数曲线。
图中采用对数坐标轴。
图4.10以相同的坐标轴绘出了感抗WL的曲线。
当频率低于W=R/L时，电阻超过感抗，电缆表现为一个RC传输线。
当频率高于W=R/L时，电缆是一个低损耗传输线。
当频率高于0.1MHZ时，串联电阻开始增大。
这导致更多的衰减，但相位保持线性。
这种电阻的增加称为趋肤效应（SKIN EFFECT）。
传播因数的实部和虚部（（R+JWL）（JWC））1/2在图4.11中绘出，损耗单位为标培，相位单位为RAD（弧度）。
1奈培等于8.69DB的损耗。
图中显示了RC区域、固定衰减区域和趋肤效应区域。
如图所示，相对于RC区域和趋肤效应区域，低损耗区域非常窄。
是什么导致了趋肤效应，它与导体外表层有什么关系呢？1、趋肤效应的机理在低频时，电流在导体内部的分布密度是均匀的。
从导线的截面图看，中心和边缘区域电流的流量是相同的。
在高频时，导线表面的电流密度变大，而中心区域几乎没有电流流过。
电流分布的变化如图4.12所示，低频时电流均匀地填满整个导线，高频时电流只从接近导线表面的地方流过。
为了形象地证明高频条件下电流的分布，首先假设导线纵向切成多层同心的长管，就像树桩上的年轮。
自然对称的形状可以阻止电流在环间流动，所以必须无误差地切割，所有电流绝对平行于导线的中心轴。
现在导线被切成许多环，我们可以分别考虑每个环的电感。
靠近中心的环，像长而薄的管道，比外部的环有更大的电感。
我们知道，在高频条件下，电流将从电感更低的通路流过。
因此，高频条件下可以预计从外环通路流过的电流比内环更多。
实际上正是如此。
在高频条件下，绝大多数的电流聚集在靠近导体的外表面。
趋肤效应的作用力甚至比仅仅基于各个环管电感的预测作用更显著，实际上，环管间的互感也迫使电流紧贴着导线的外表面流过。
高频变压器及其它感性元器件概述
高频变压器是工作频率超过中频（10kHz）的电源 高频变压器是工作频率超过中频（10kHz）的电源 变压器，主要用于高频开关电源中，是开关电源最主要 的组成部分，不仅对电源效率有较大的影响，而且直接 关系到电源的其它技术指标和电磁兼容性(EMC)。为此， 关系到电源的其它技术指标和电磁兼容性(EMC)。为此， 一个高效率高频变压器应具备直流损耗和交流损耗低、 漏感小、绕组本身的分布电容及各绕组之间的耦合电容 要小等条件。 由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个 以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕 组叫次级线圈。 完成功能有三个：功率传送、电压变换和绝缘隔离。
7.漏感的影响及危害 7.漏感的影响及危害
在设计过程中，应尽可能减小漏感值。因为漏感值大， 储存的能量也大，在电源开关过程中突然释放，会产生尖 峰电压，增加开关器件承受的电压峰值，也对绝缘不利， 产生附加损耗和电磁干扰。 漏感大小与原绕组匝数的平方成正比，即原绕组匝数 越小，漏感越小，这样可以使变压器的体积变小。变压器 初级匝数比较少，损耗会少些，但对开关的冲击比较大， 反压会有些高，纹波稍大。 在设计高频变压器时必须把漏感减至最小。因为漏感 愈大，产生的尖峰电压幅度愈高，漏极钳位电路的损耗就 愈大，这必然导致电源效率降低。对于一个符合绝缘及安 全性标准的高频变压器，其漏感量应为次级开路时初级电 感量的1%～3%。要想达到1%以下的指标，在制造工艺上 感量的1%～3%。要想达到1%以下的指标，在制造工艺上 将难于实现。
3.高频变压器的功率传送方式 3.高频变压器的功率传送方式
两种： 第一种是变压器功率的传送方式，加在原绕组上的电压，在磁芯中产生磁通变化， 使副绕组感应电压，从而使电功率从原边传送到副边。在此情况下，变压器功率传送 方式不直接与磁芯磁导率有关，而直接与磁通密度有关；不需要在铁芯上留有气隙， 并应减小，利于增大磁通密度。 第二种是电感器功率传送方式，原绕组输入的电能，使磁芯激磁，变为磁能储存起 来，然后通过去磁使副绕组感应电压，变成电能释放给负载。传送功率决定于电感磁 芯储能，而储能又决定于原绕组的电感。电感与磁芯磁导率有关，磁导率高，电感量 大，储能多。在此情况下，传送功率不直接与磁通密度有关；在铁芯磁心设计上可以 考虑留有气隙，主要是利用气隙储能,如果不开气隙那么反激的电感就需要做得很大, 考虑留有气隙，主要是利用气隙储能,如果不开气隙那么反激的电感就需要做得很大,开 了气息就可以减少电感, 了气息就可以减少电感,防止变压器饱和。
电动力学课程论文趋肤效应
趋肤效应摘要：趋肤效应是一种电流集中在导线外表薄层的现象，对于高频电磁波，电磁场以及和它相互作用的高频电流仅集中于表面很薄的一层内，这种现象称为趋肤效应。
趋肤效应结果使导体的电阻增加，使它的损耗功率也增加。
在实际应用中，一般要消除趋肤效应带来的影响。
关键字：趋肤效应、电磁波、电磁场我们知道，电磁场在迅变情况下以波动形式存在。
变化着的电场和磁场互相激发，形成在空间中传播的电磁波。
电磁场的波动方程为012222=∂∂-∇t E c E 012222=∂∂-∇t B c B （1） 波动方程的解包括各种形式的电磁波。
在介质中，由于色散不能够推导出E 和B 的一般波动方程。
而对于以一定频率作正弦震荡的波称为时谐波，时谐波可以表示为t i ex E t x E ω-=)(),( 在时谐情况下电磁波的基本方程变为 022=+∇E k E0=⋅∇EE i B ⨯∇-=ω （2） 方程（2）称为亥姆霍兹方程，其中εμω=k ，亥姆霍兹方程的解有很多，最基本的解是平面电磁波，时谐平面电磁波的表达式为x i e E x E k 0)(= （3）电磁波在真空和绝缘介质内部传播，没有能量消耗，电磁波可以无衰减地传播。
研究导体中的电磁波时发现，在导体内部的电磁波是一种衰减波，在导体中电磁波的表达式为）-·β(·0),(t x i x a e e E t x E ω-=εμωαβ222=-ωμσβα=2 （4）由此式可见，波矢量k 的实部β描述波的传播的相位关系，虚部a 描述波幅的衰减。
由于有衰减因子，电磁波只能透入导体表面薄层内，主要在到同一以外的空间或介质中传播，在导体表面上，电磁波与导体中的自由电荷相互作用，引起导体表层上上出现电流。
在导体中， 当电磁波的频率满足ω< σετ=，导体就可以看作是良导体，对于良导体，在（4）式中αβk i +=，由此得 2αμωσβ== （5）波幅降至1/e 的传播距离称为穿透深度αδ1=，可以看出穿透深度与电导率σ及频率的平方根成反比。
高频变压器导线的趋肤效应
高频变压器导线的趋肤效应1、趋肤效应趋肤效应亦称为“集肤效应”。
交变电流通过导体时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀，愈近导体表面电流密度越大。
这种现象称“趋肤效应”。
趋肤效应使导体的有效电阻增加。
当频率很高的电流通过导线时，可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过，这等效于导线的截面减小，电阻增大。
既然导线的中心部分几乎没有电流通过，就可以把这中心部分除去以节约材料。
因此，在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。
此外，为了削弱趋肤效应，在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线，这种多股线束称为辫线。
交变磁场会在导体内部引起涡流，电流在导体横截面上的分布不再是均匀的，这时，电流将主要地集中到导体表面。
这种效应称为趋肤效应。
利用趋肤效应，在高频电路中可用空心铜导线代替实心铜导线以节约铜材。
架空输电线中心部分改用抗拉强度大的钢丝。
虽然其电阻率大一些，但是并不影响输电性能，又可增大输电线的抗拉强度。
2、高频变压器工作频率较高,一般在15-100kHz.因趋肤效应作用,变压器的导线粗细就受到一定限制。
工作频率的提高，趋肤效应影响越大。
因此，在设计绕组选择电流密度和线径时必须考虑趋肤效应引起的有效截面的减小。
导线通有高频交变电流时，有效截面的减少可以用穿透深度来表示。
穿透深度的意义是：由于趋肤效应，交变电流沿导线表面开始能达到的径向深度，用“Δ”表示,计算公式为：Δ——穿透深度（mm）；ω——角频率，ω=2πf（rad/s）；γ——电导率（S/m），当导线为铜线时，(S/m)；μ——磁导率（H/m）；铜的相对磁导率，；式中即为真空磁导率 H/m。
导体的穿透深度公式可以简化为:Δ＝K×66.1/√f (mm), f是工作频率(Hz), K是常数对铜而言K=1。
铜导体的穿透深度（20 ℃）f(kHZ) 1 3 5 7 10 13 15 18 20 23Δ(mm) 2.089 1.206 0.9346 0.7899 0.6608 0.5796 0.5396 0.4926 0.4673 0.4358f(kHZ) 25 30 35 40 45 50 60 70 80 100Δ(mm) 0.4180 0.3815 0.3532 0.3304 0.3115 0.2955 0.2697 0.2497 0.2336 0.2098 3、高频变压器单股导线的最大线径<2Δ＝2*66.1/√f (mm).假若工作频率f＝30KHz时,最大线径为0.76mm ,所以选择0.8mm以上的导线就没有意义了.4. 高频变压器线径高频变压器线径公式：j I D ÷×13.1= ；I 是电流，J 是电流密度。
变压器趋肤效应设计
高频变压器线径的确定根据公式D=1.13*SQRT(I/J)J是电流密度(A/mm^2)高频电流在导体中会有趋肤效应,所以在确定线经时还要计算不同频率时导体的穿透深度公式:d=66.1/SQRT(f)计算出的线径D大于两倍的穿透深度,就需要采用多股线或利兹线例如:1A电流,频率100K.假设电流密度取4A/mm^2D=1.13*SQRT(1/4)=0.565mm Sc=0.25mm^2d=66.1/(f)^1/2=66.1/SQRT(100000)=0.209mm2d=0.418mm采用0.4mm的线,单根0.4的截面积Sc=0.1256mm^22根0.4的截面积Sc=0.1256*2=0.2512mm^2可以看出采用2*0.4的方案可以满足计算的要求.例如:1A电流,频率100K.假设电流密度取4A/mm^2D=1.13*SQRT(1/4)=0.565mm Sc=0.25mm^2d=66.1/(f)^1/2=66.1/SQRT(100000)=0.209mm2d=0.418mm采用0.4mm的线,单根0.4的截面积Sc=0.1256mm^22根0.4的截面积Sc=0.1256*2=0.2512mm^2可以看出采用2*0.4的方案可以满足计算的要求.3 高频变压器设计基础与电源变压器不同，高频变压器工作在放大器电路中，是放大器的组成部分。
而且，工作在有一定带宽的频段上，其参数与放大器电路参数有关。
因此，分析与设计高频变压器时，必须与放大器电路相结合，并根据其特点确定电参数。
3.1 高频变压器的主要作用3.1.1 阻抗匹配变换信号电压，使前、后级放大器达到阻抗匹配，保证信号不失真、高效的传输。
3.1.2 隔离使用高频变压器可将两个电路隔离。
3.1.3 倒相通过改变变压器的极性，使输出信号的相位与输入信号的相位相反；或变为两个大小相等、相位相反的信号。
3.1.4 多路信号迭加或分解利用变压器可将两路或多路信号相迭加，或将一个信号分成几个信号传输给负载。
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高频变压器导线的趋肤效应
1、趋肤效应
趋肤效应亦称为“集肤效应”。
交变电流通过导体时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀，愈近导体表面电流密度越大。
这种现象称“趋肤效应”。
趋肤效应使导体的有效电阻增加。
当频率很高的电流通过导线时，可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过，这等效于导线的截面减小，电阻增大。
既然导线的中心部分几乎没有电流通过，就可以把这中心部分除去以节约材料。
因此，在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。
此外，为了削弱趋肤效应，在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线，这种多股线束称为辫线。
交变磁场会在导体内部引起涡流，电流在导体横截面上的分布不再是均匀的，这时，电流将主要地集中到导体表面。
这种效应称为趋肤效应。
利用趋肤效应，在高频电路中可用空心铜导线代替实心铜导线以节约铜材。
架空输电线中心部分改用抗拉强度大的钢丝。
虽然其电阻率大一些，但是并不影响输电性能，又可增大输电线的抗拉强度。
2、高频变压器工作频率较高,一般在15-100kHz.因趋肤效应作用,变压器的导线粗细就受到一定限制。
工作频率的提高，趋肤效应影响越大。
因此，在设计绕组选择电流密度和线径时必须考虑趋肤效应引起的有效截面的减小。
导线通有高频交变电流时，有效截面的减少可以用穿透深度来表示。
穿透深度的意义是：由于趋肤效应，交变电流沿导线表面开始能达到的径向深度，用“Δ”表示,计算公式为：Δ——穿透深度（mm）；ω——角频率，ω=2πf（rad/s）；
γ——电导率（S/m），当导线为铜线时，(S/m)；
μ——磁导率（H/m）；铜的相对磁导率，；式中即为真空磁导率 H/m。
导体的穿透深度公式可以简化为:Δ＝K×66.1/√f (mm), f是工作频率(Hz), K是常数对铜而言K=1。
铜导体的穿透深度（20 ℃）
f(kHZ) 1 3 5 7 10 13 15 18 20 23
Δ(mm) 2.089 1.206 0.9346 0.7899 0.6608 0.5796 0.5396 0.4926 0.4673 0.4358
f(kHZ) 25 30 35 40 45 50 60 70 80 100
Δ(mm) 0.4180 0.3815 0.3532 0.3304 0.3115 0.2955 0.2697 0.2497 0.2336 0.2098 3、高频变压器单股导线的最大线径<2Δ＝2*66.1/√f (mm).假若工作频率f＝30KHz时,最大线径为0.76mm ,所以选择0.8mm以上的导线就没有意义了.
4. 高频变压器线径
高频变压器线径公式：j I D ÷×13.1= ；I 是电流，J 是电流密度。
【高频变压器电流密度一般选用4.52mm
A ，如果要求不高可以选52mm A ，如果温度环境比较恶劣，然后又是密闭环境应选42mm A ，军工要求则应更低；】——网友经验，待考；
如果计算出的线径D 大于两倍的穿透深度,就需要采用多股线或利兹线 。
大直径的导线因交流电阻引起的交流损耗大，经常用截面之和等于单导线的多根较细导线并联。
多根细导线每根线径的计算公式：i D d i =;
例如用两根导线代替一根，细导线的直径
2=2D d ，注意截面积之和要大于等于单根导线的截面积。
5. 利兹线 “Litz ” 一词源于德语“Litzendraht ”, 意指一根导体是
由多根独立绝缘的 导体绞合或编 织而成。
典型应用有：高频电
感器， 变压器， 变频器， 燃料电池，马 达， 通信及IT 设备，
超声波设备， 声纳设备，电视机，无线电设备，感应加热， 等
等。
1911年纽英伦公司成为美国第一家商业化生产利兹线的厂
家。
从那时开始至今纽英伦一直保持全球领先地位，为世界各
地的客户提供高性能的利兹线产品及解决方案。
利兹线规格参数： 漆包线绞合线（Litz wire ）阿里巴巴价格 100.00元/千克
产品型号：
QZY 、QZYN 产品规格：
：￠0.05×48—0.25×100 产品标准：
GB11018—2008 更新时间：
2010/6/14 产品类别：
180级 产品特性:
具有耐高频，集肤效应小等特点。
应用领域：中高频电机、高频变压器、电磁灶加热线圈、身份识别器等。