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中频感应加热炉的基础知识:集肤效应
当直流电流通过等截面的导体时,导体截面中的电流密度是相等的。但当交变电流通过导体时,导体截面上的电流密度不是均匀分布的,大电流密度出现在导体的表面层,这样导体的截面就没有完全得到利用,这种电流聚集的现象叫做集肤效应。
集肤效应可以解释如下:当一圆柱形导体的两端接上交流电压时,则在导体中建立交变电场。在任意瞬间,导体同一截面的任何一点上的电场强度似乎应当相等,但由于电磁感应存在,除了电源所建立的电场外,导体中流过的电流所形成的交变磁场又产生一个方向相反的电场,即导体中产生与外加电动势方向相反的自感电动势。两者抵消的结果,引起导体中实际的电流值比无自感电动势存在时为小。
如果设想导体的横截面是由许多具有相等截面积的同心薄层所组成,电流沿这些同心薄层流过。这就好像整个载流导体是由许多薄层圆筒形电流线组成。与导体中心轴线重合的电流线与全部磁通交链,而靠近导体外部的薄层圆筒形电流线,只与外部磁通交链,因此外层感应的电动势比轴线上电流线感应电动势小,由此可见,电流密度是从导体中心向其表面逐渐增大。亦即电流密度从表面向中心减少。