effetto pelle

[cosimo88]

salve, vorrei approfondire il fenomeno dell'effetto pelle...chiedo il perché (fisico) le cariche si vanno a distribuire sulla superficie di un conduttore percorso da corrente alternata?..e il perché tale fenomeno non si verifica in continua...grazie

[mir]

puoi leggere qui la risposta.
la funzione "RIicerca Veloce"è molto utile.

[IsidoroKZ]

Non sono le cariche a disporsi sugli strati piu` esterni, ma e` la corrente a non scorrere in profondita`. Il fenomeno lo si puo` vedere in due modi diversi, anche se l'essenza e` sempre la stessa.

Il primo modo di vederlo, dal punto di vista elettromagnetico, e` di considerare che un conduttore che porta energia in realta` sta solo guidando un'onda elettromagnetica che viaggia fuori dai conduttori. L'onda elettromagnetica guidata e confinata dai conduttori induce nei conduttori una corrente che impedisce all'onda di penetrare nel conduttore stesso. Di mano in mano che si va in profondita` il conduttore, con le correnti indotte, scherma sempre piu` il campo che si indebolisce e induce meno corrente, che scorre per lo piu` in superficie.

L'altro modo di vederlo e` dal punto di vista circuitale. Si immagina di tagliare a strati il conduttore, e di calcolare l'impedenza di ogni singolo strato. L'impedenza e` formata da una parte resistiva uguale per ogni strato e una induttiva che cresce per gli strati piu` profondi. Se si mettono in parallelo tutte queste impedenze, la corrente circola maggiormente in quelle a induttanza piu` bassa, vale a dire negli strati piu` superficiali.

Ci sono ancora altri modi di giustificare l'effetto pelle, ad esempio su skin effect di Wikipedia c'e` una figura che mostra come le correnti indotte, sommandosi a quella principale, ha come effetto di concentrarla maggiormente vicino alla superficie.

[cosimo88]

grazie...

[Piercarlo]

L'altro modo di vederlo e` dal punto di vista circuitale. Si immagina di tagliare a strati il conduttore, e di calcolare l'impedenza di ogni singolo strato. L'impedenza e` formata da una parte resistiva uguale per ogni strato e una induttiva che cresce per gli strati piu` profondi. Se si mettono in parallelo tutte queste impedenze, la corrente circola maggiormente in quelle a induttanza piu` bassa, vale a dire negli strati piu` superficiali.

Ne approfitto per togliermi un dubbio: come funziona veramente il filo Litz per attenuare l'effetto pelle? Se è vero che riducendo la sezione dei singoli conduttori si riduce l'effetto pelle di ciascuno (nel senso che, se ho capito bene la faccenda, si sposta verso l'alto il limite di frequenza al quale comincia a diventare un problema fastidioso), non mi è chiaro come, appaiando più fili isolati insieme, il filo composito non ricada nello stesso caso del filo semplice. La mia impressione è che in questo caso ciò che fa la differenza sia la maggiore resistività del filo Litz (che penso possa anche essere visto come un filo intero composto di un materiale conduttore "meno denso") che, in parallelo alle induttanze "cipolla" di cui hai parlato prima, sposta verso l'alto il limite di frequenza in cui le "cipolle" induttive esterne sono da preferirsi a quelle interne. E' corretto?

Ciao
Piercarlo

[IsidoroKZ]

Il filo litz e` intrecciato, ognuno dei filini cambia la sua posizione lungo il cavo, passando da sezioni piu` interne a piu` esterne, e quindi in media tutti i filini hanno la stessa impedenza e la corrente si distribuisce in modo uniforme fra i vari filini. Questo riduce le perdite complessive perche' le perdite non sono lineari (R*I^2) e avere una situazione uniforme riduce le perdite. Qui trovi un po' di articoli sull'argomento, e vale la pena anche di dare un'occhiata al resto del sito.

Un aumento della resistivita` equivalente non basta perche' la resistenza aumenta con la resistivita`, mentre la profondita` di penetrazione aumenta solo con la radice quadrata della resistivita`. In totale se rho aumenta sale di un pochino la sezione utile, ma sale di piu` la resistivita` e in totale la resistenza aumenta.

[Piercarlo]

Un aumento della resistivita` equivalente non basta perche' la resistenza aumenta con la resistivita`, mentre la profondita` di penetrazione aumenta solo con la radice quadrata della resistivita`. In totale se rho aumenta sale di un pochino la sezione utile, ma sale di piu` la resistivita` e in totale la resistenza aumenta.

...e quindi, se fosse solo per questo, ci si ritroverebbe una cura peggiore del male. Da approfondire - Segnato il link nelle preferenze, grazie!

Ciao
Piercarlo

[RenzoDF]

per un interessante testo sull'argomento -> cap. 5

http://books.google.it/books?id=nZzOAsr ... &q&f=false

[cosimo88]

facendo riferimento alla risposta di isidoro perche l'effetto pelle non i verifica in continua? grazie..

[Piercarlo]

facendo riferimento alla risposta di isidoro perche l'effetto pelle non i verifica in continua? grazie..

Stando alla risposta di isidoro, la risposta conseguente alla tua domanda sarebbe: perché in continua le induttanze "a cipolla" sono prive di effetto e ad agire vi è solo la resistività del conduttore. Ma penso che qui una risposta più interessante potrebbe venire dalla prima delle due risposte che aveva dato (quella che considera il conduttore elettrico una sorta di "binario" che guida il campo elettrico)

Ciao
Piercarlo

PS - Un grazie a Renzo per la segnalazione del EMC handbook di CRC. Anche se purtroppo Google non permettere di scaricare tutto il volume. sono comunque venute giù oltre 260 pagine che possono fare una dispensa ben "polposa".