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高频变压器设计与(yu)(yu)生(sheng)产过程(cheng)中,我们经常会遇(yu)见多股线(xian)与(yu)(yu)利(li)兹线(xian)的(de)使用。多股线(xian)与(yu)(yu)利(li)兹线(xian)的(de)使用无(wu)疑增(zeng)加了生(sheng)产和(he)材(cai)料采购(gou)的(de)难度,降低了生(sheng)产的(de)效率,增(zeng)加了生(sheng)产的(de)成本。
此时,有同行存在疑问:在能通过同样的电流的条件下,能不能把多股(gu)线和(he)利兹线用单股(gu)铜导(dao)线替换呢(ni)? 答案(an)是不一定可以(yi)。
在计算导线的(de)电阻和电感时(shi),假(jia)设电流是均匀分布于(yu)它的(de)截面上。严格说来,这一假(jia)设仅在导体内的(de)电(dian)流变化(hua)率为零时才成立。换(huan)个说法是,导线通过直流时,能保证电流密度是均匀的。或者电流变化率很(hen)小,电流(liu)分布仍(reng)可(ke)认为是均匀的。对(dui)于(yu)工作(zuo)于(yu)低频(pin)的细导线,这一论述仍(reng)然是可(ke)确信的。
但在(zai)高频电路中,电流变化率(lv)非常(chang)大,不均匀分布的(de)状态甚(shen)为严(yan)重。高频电流在(zai)(zai)导(dao)线中产生的(de)磁场(chang)在(zai)(zai)导(dao)线的(de)中心区域感应(ying)出最大的(de)电动(dong)势(shi)。由于感应(ying)的(de)电动势在闭合电路中产生(sheng)感应电流,在导线(xian)中心的感应电流最(zui)大。因为感应电流总是(shi)在减小(xiao)原来(lai)电流的方向,它迫使电流只限于靠(kao)近导线外表面(mian)处。出现集肤(fu)(fu)效(xiao)(xiao)应(ying)(又叫趋肤(fu)(fu)效(xiao)(xiao)应(ying))。效(xiao)应产生的(de)(de)原因主要是变(bian)化(hua)的(de)(de)电磁场在导体内(nei)部产生(sheng)了(le)涡旋电(dian)场,与(yu)原来的电(dian)流相抵消(xiao)。
趋肤效(xiao)应(ying)使得导(dao)体内部(bu)的电(dian)(dian)(dian)流分布不(bu)均匀,电(dian)(dian)(dian)流集中在导(dao)体的外(wai)表的薄层,越靠近(jin)导(dao)体表面,电(dian)(dian)(dian)流密度越大,导(dao)线(xian)内部(bu)实际上电(dian)(dian)(dian)流较小。结果使导(dao)体的电(dian)(dian)(dian)阻增加,导(dao)线(xian)传输电(dian)(dian)(dian)流时效(xiao)率减低,使它(ta)的损耗功率也增加。在设计绕组选择电(dian)流密度和线径时必(bi)须考虑趋(qu)肤效(xiao)应(ying)引起(qi)的有效(xiao)截面的减(jian)小。在导线通(tong)有高频交变电(dian)流时,需要考虑与计算(suan)穿透(tou)深度。