表皮効果について

質問

表皮効果について教えてください。
周波数が高くなるほど導体表面にしか電流が流れないととのことですが、なぜでしょうか。

回答No.2

foobar · ベストアンサー

いくつか説明方法があると思いますが、インダクタンスを使った説明をしてみます。

・電流が導体表面だけに流れているときは、磁束は導体の外側だけにできます。
・電流が導体内部まで流れると、導体内部にも磁束が発生します。導体外部の磁束は上の場合と同じなので、内部に磁束が増えた分磁気エネルギーが増え、インダクタンスが増えます。
ということで、インダクタンスの点では、電流が表面だけに流れるほうがインダクタンス（交流回路だとインピーダンス）が低く、電流は表面に集中するようになります。

・が、電流が表面に集中すると、表面での電流密度が増えて、抵抗による電圧効果が増えます。
ということで、抵抗による電圧効果の点では、電流が導体内に均一に分布するほうが有利で、電流は均一に分布しようとします。

直流から周波数の低い領域では、抵抗による効果が優勢で電流が均一に流れ、周波数が上がるほどインダクタンスによる効果が効いてきて、電流が表面に集中することになるかと。

回答No.1

debukuro

＞三省堂物理小事典を見ると「電磁誘導が原因で」としかありませんでした。
そこで推測ですが
周波数が高くなるほどエネルギーが大きくなるので内部で発生する磁力線同士が反発し合ってできるだけ外側を流れようとする。
のではないでしょうか。

アークが発生するとアークは電流の経路が長くなるように拡がっていき拡がり過ぎると消滅して新たなアークが発生して同じような経過を辿るのです。
これと似た現象のように思います。