什麼是集膚效應？集膚效應的本質是什麼？

答：集膚效應又叫趨膚效應，主要指高頻電流透過導體時，電流將集中在導體的表面流過，這種現象叫做集膚效應。

肌膚效應的本質直接反應了直流電和交流電的不同特點，直流電的頻率為零，在直流線圈中和直流電力傳輸中不存在肌膚效應這個特性；而交流電則不同，不過這裡說的交流電頻率都是超過1000Hz及以上頻率的，頻率越高，則肌膚效應程度越強烈；而我們普遍使用的交流50Hz電，它的肌膚效應也有，可視為忽略不計。直流電沒有肌膚效應，它透過導線時的電流幾乎是均勻分佈，並且基本上在導線內部是均勻分佈的；但是，如果這根導線透過的是高頻交流電，那可就不一樣了，假如是交流電，它出現趨近於表面傳輸交流電電流，也就是在導體中心基本沒有，都是在表面上下左右；在上表面下表面左表面他表面上中間就沒有，為什麼會出現肌膚效應呢？這裡也簡單解釋一下，它實際上是一種電磁感應的現象；因為交流電它是隨時間作週期性變化的，雖然時間很短，但分析這種現象時卻不能忽略它。正是因為交變的電流具有磁效應，所以在電流周圍會產生磁場，這個磁場是按右手定則來確定它，它會產生保變化方向的磁場，而且這個磁場因為電流的變大，磁場也變大了；根據焦耳楞次定律，變化的磁場會產生電場，而電場和磁場是可以相互作用的。

例如在製作電感線圈時的導線的選擇，當電感線圈工作於高頻時,由於集膚效應和鄰近效應的影響，導線的高頻電阻要比直流電阻大得多，使線圈的品質因數降低。因此，工作於高頻的線圈有一個最佳導線直徑的選擇問題。一般情況,用於中頻(數百KHz~1.5 M Hz)的線圈,對Q值要求較高,可以採用多股絲包絞合線,對於>2 M Hz的單層線圈,使用40.2~40.6mm的漆包線或鍍銀銅線,而對於使用在更高頻率的電感線圈,則應採用中0.12~1.2mm的鍍銀銅線。單層線圈量佳導線直徑 計算單層線圈最佳導線直徑的曲線。

以上為個人觀點，畢竟幾十年前學習過的知識，也僅僅只是給閱讀者們一種概念上的瞭解。

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什麼是集膚效應？集膚效應的本質是什麼？

集膚效應也叫趨膚效應，當交流電透過導體時，導體截面上的電流密度的分佈是不均勻的，導線軸心附近電流密度較小，靠近表面部分電流密度較大，這種現象叫集膚效應或趨膚效應，以下暫且稱作趨膚效應。

首先來說，產生趨膚效應的原因很複雜，主要解釋如下：

一根導線可以看成是由許多薄圓管套疊起來組成的，電流透過導線時，在導線的內部和周圍都有磁場存在。在導線的截面上，磁場的磁力線環繞著導線軸心，是許多直徑不同的同心圓。這時，導線中心處的薄圓管環繞的磁通多，表面處的薄圓管環繞的磁通少（即中心處磁鏈多，表面處磁鏈少）。交變的磁通在各個薄園管上產生自感電勢。中心處自感電勢大，即感抗大，表面處自感電勢小，即感抗小。由於所有薄圓管兩端的電壓相等，中心處因感抗大，故電流密度小，表面處感抗小，故電流密度大，因而出現了趨膚現象。

趨膚效應在電流頻率越高時表現的越嚴重，由於趨膚效應，導體的有效導線截面相應減少，而使電阻增大。因為直流電透過導線時沒有趨膚效應，所以，在同一根導線的交流電阻要比直流電阻大一些。

集膚效應的本質

趨膚效應這個概念還是比較好理解的，我們下面主要與朋友們一起聊聊這個“趨膚效應”本質是什麼。其實集膚效應的本質我們可以從電和磁的關係去理解，我們知道通電的導線周圍會產生電磁場的，如果我們通入交流電的話，那麼在它的周圍會產生交變的電磁場，當我們通入的電流頻率增大的時候，電線內部就會因為外部有交變的磁場會感應出自感電動勢，這個自感電動勢是會阻擋原先電流透過的，這個電動勢的大小我們還是用電磁學的原理來說明，它的大小是和透過磁通量的變化率有很大關係，磁通量的變化越大，感應電動勢就會越大，那麼阻礙電流的阻力就越大。我們知道一般電線截面積都是圓形的，越往電線裡面單位面積的磁通量就越大，這個電動勢就阻礙電流越大，越往導線表面，磁通量就越小，這個電動勢阻礙電流就越小，因此電流就大，當到達導線表面時，這個電動勢阻礙電流是最小的，因此電流是最大的。對於這個集膚效應的本質我們也可以這樣理解，在導線的中心位置磁力線是最密的，對高頻電流來所感抗也就最大，因此電流就趨於導體表面感抗小的地方了，其示意圖如下圖所示。

我們從集膚效應可以看出，由於通入的高頻電流會促使電流都往表面聚集，導線內部就沒有電流透過，這樣就大大減小了導線的利用率，這對於工頻或者高頻電流傳輸是不利的，因此我們需要避免這種現象的發生，比如我們在電力輸電過程中所用的電流母線為了避免集膚效應的影響，一般都把它製程槽型的形狀來使用，在高頻電路中一般都把導線製成空心的。但是話又說回來，任何事物都有兩面性。這個集膚效應也不例外，在一些場合我們還可以用這個效應來為我們的生產服務，比如在鋼鐵廠我們可以用這個集膚效應對金屬表面進行淬火。

集膚效應也叫趨膚效應，本質是電子帶負電荷，同性相斥的原故。不分直流電和交流電，電壓越高趨膚效應越明顯。靜電電壓很高，電荷集中物體表面非常明顯。

技術上利用趨膚效應，設計了特高電壓發生裝置。用機械方法，傳送帶把負電荷帶到中空金屬導體的球心。由於趨膚效應，電子互相排斥，跑到導體外表面。趨膚效應阻礙了電子往回跑，電子成了單向運動。金屬球帶的負電荷越來越多，就可以獲得很高電壓。由於電子技術的發展，這個方法不採用了，也很少有人認識和提及。

高頻電流用多股絕緣絞合導線，並非是被免趨膚效應，難道絞合導線是中空的嗎？（為什麼不動腦？）

是為了什麼呢？是為了被免導體內的渦流損失。頻繁越高，單位時間變化磁場次數越多。磁場周同圍感應出環形電流簡稱渦流就越大，多股線相互絕緣隔離了這種電流，被免了不必要的損失。不是什麼趨膚效應，誤導大眾。