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コイルの表皮効果とは？周波数と銅損の関係について教えてください
- コイルの表皮効果とは、電流の周波数が高くなると銅線に表皮効果が起こります。これは絶縁皮膜の剥がれを引き起こす原因となります。
- また、表皮効果が起こると銅損も増加します。銅損とは、電流の通過によって生じる熱によって銅線が損耗することを指します。
- つまり、周波数が高いほど表皮効果が起こりやすくなり、それに伴い銅損も増加します。コイルを使用する際には周波数と銅損の関係を考慮する必要があります。
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表皮効果についてはネットでもかなり情報が得られると思いますので そちらに譲るとして、チョークコイルの使用方法が間違っているという 可能性が高いのではないでしょうか？ 一般にチョークコイルは ・周波数特性 ・電流に対する磁気飽和特性 ・時間定格 ・銅線の被覆材の特性 ・リード線部分のｲﾝﾀﾞｸﾀﾝｽの影響 ・その他 実験でチョークコイルを使用するのであれば、空芯コイルで製作される 方が使いやすい特性となり、また自作しやすいのでお勧めです。
【周波数】と【銅損】の関係 参考URLの中に「表皮深さ」の記述があります。 表皮深さ＝電流が流れる領域は周波数のルートに反比例して小さくなります。 従って，交流に対する抵抗値は周波数のルートに比例して大きくなる性質 があります。 銅線の抵抗による電力損失を「銅損」と言います。
表皮効果については，＃１さんのご回答の通りです。 表皮効果でショート故障を起こしたと想定なさっているところは素直に 納得できないものを感じます。 どのような素性のチョークコイルを，どのような使い方をしたのでしょうか。 チョークコイルの仕様：インダクタンス，許容電流，コア・巻線などの構成 使用状況：通電電流（直流電流，交流（高周波成分）），どのような機器に 組み込んだのかｅｔｃ 通常では，表皮効果が即絶縁皮膜の剥がれを起こすことはありません。 表皮効果は，抵抗成分が大きくなることですから，一定電流を流した場合に 表皮効果がない場合に比べて電力損失が大きくなり，これに伴い発熱が増加し 結果として温度上昇が高くなり，絶縁皮膜の劣化を加速する可能性はあります。 しかし，いきなり剥がれを起こすことはないと思います。 故障の状況をもう少し詳しく説明して頂けると，真の原因に近づくことが できそうに思います。
お礼
ご回答ありがとうございました。 お恥ずかしい話「損失＝破壊」というイメージを持っておりました。 考えを改め本件についての原因追及を仕切り直します。
周波数が上がると電流が導体（電線）の表面に集中して流れるように なります。（中心部には流れなくなる）この現象を「表皮効果」と呼びます。 表面近くの浅い部分のみに電流が流れる＝電流の経路が狭くなる ＝電気抵抗が増える → 結果、抵抗による損失、つまり銅損が増えます。 誤解されている気がする（＾＾； ここで言う表皮効果は、純粋に電磁気的な現象であって、被覆してない 裸電線であっても起こります。表面に何塗っていようが関係なしに、 周波数が上がれば電流が表面に集中してくるんです。 「表皮」という言葉が誤解を招きやすいのですが、これは電線内部の 表面近くの領域を指していて、その外側に塗ってある絶縁皮膜の ことではありません。
お礼
ご回答ありがとうございました。 電気抵抗に関しては表皮からも影響がくるとは知りませんでした。 貴重なアドバイスありがとうございました。
お礼
ご回答ありがとうございました。 当然私もコイル選定については疑問を抱いております。 しかし、知識もなく「それではどう変えれば良いのか」の答えが出せずにいる次第です。 知らないなりにも勉強して打開策を練りたいと考えます。