送配電工学

表皮効果

　表皮効果とは、交流において導体の表面に多く電流が流れ中心にはあまり電流が流れなくなる現象で、交流が広く利用されている我が国の送配電網では無視することができないものです。ここでは表皮効果の詳細についてみていきます。

概要

　交流電流 I が流れると、アンペールの法則に基づいて電流の周りに磁場 H が生じます。するとレンツの法則に基づきその磁場の内側では元の電流とは逆の方向に渦電流 i が誘起されます。これにより、導体の中心付近では電流が流れにくくなり、表面に電流が集中するようになります。

　この時、表面からの深さδにおける電流の大きさは次式により表されます。

なお、dは表皮深さと呼ばれる値であり、次式により表されます。

ここで、ρは導体の電気抵抗率、μは導体の透磁率、ωは角周波数です。

透磁率が関係していることからも、磁場による作用であることがうかがえます。