Skinefekts

Strāvas blīvuma sadalījums cilindriska vadītāja šķērsgriezumā. Maiņstrāvai strāvas blīvums virzienā no vadītāja virsmas uz tā garenisko asi samazinās eksponenciāli. δ — skinslānis.

Skinefekts (no angļu skin — 'apvalks') ir parādība, kad, elektrību vadošu ķermeni ievietojot magnētiskajā laukā vai mainot magnētisko lauku, kurā ķermenis atrodas, vai ķermenī plūstot maiņstrāvai, ķermenī inducējas virpuļstrāvas, kā rezultātā strāva ir nevienmērīgi izplatīta vadītājā, tā ka tās blīvums vadītāja virsmas tuvumā ir lielāks nekā vadītāja iekšienē.

Rašanās

Skinefekta rašanās cilindriskā vadītājā. Strāva I, plūstot vadītājā, rada magnētisko lauku H. Palielinoties I, palielinās H, kas inducē virpuļstrāvas I_w, vadītāja ass tuvumā I_w ↓↑ I , bet virsmas tuvumā I_w ↑↑ I.

Vadītājā, kurā plūst strāva, pastāv magnētiskais lauks, kura noslēgtās, strāvas virzienam perpendikulārās vektoru lauka līnijas cilindriska vadītāja (vada) gadījumā ir koncentriskas riņķa līnijas ar centru uz vadītāja garenass. Ja strāva palielinās, palielinās arī magnētiskā lauka indukcija, bet vektoru lauka līniju forma neizmainās. Mainīgais magnētiskais lauks rada indukcijas elektrisko lauku ar noslēgtām līnijām, kas izkārtotas apkārt magnētiskā lauka indukcijas līnijām. Indukcijas elektriskā lauka intensitātes vektors vadītāja ass tuvumā ir vērsts pretēji strāvu radošā elektriskā lauka intensitātes vektoram, turpretim vadītāja apgabalos, kas atrodas tālāk no ass, šo vektoru virzieni sakrīt. Rezultātā vadītāja garenšķēluma plaknē sāk plūst virpuļstrāvas, kuru virziens vadītāja ass tuvumā ir pretējs strāvas virzienam, bet virsmas tuvumā virziens tāds pats kā stāvai. Tā vadītāja iekšienē strāvas blīvums samazinās, bet virsmas tuvumā — palielinās.

Skinslānis

Skinslānis ir dziļums (attālums no vadītāja virsmas virzienā uz tā šķērsgriezuma centru), kurā strāvas blīvums samazinās līdz 1/e, kas ir aptuveni 37 % no strāvas blīvuma uz vadītāja virsmas. Skinslāņa izmērs atkarīgs no maiņstrāvas frekvences (jo lielāka frekvence, jo vairāk izpaužas efekts) un vadītāja materiāla īpašībām.

Izmantošana

Skinefekta īpašība, ka vadītājs, tajā plūstot virpuļstrāvām, ievērojami sasilst tikai virsslāņos, tiek izmantota metālu izstrādājumu rūdīšanā — tiek palielināta izstrādājuma virsmas cietība, bet kopumā tas nekļūst trausls.

Novēršana

Skinefekts jānovērš tehnikā, kurā izmanto lielas frekvences maiņstrāvu. To dara, vadu vietā lietojot caurules vai dielektriķu vadus, pārklātus ar vadītāja kārtu.