PL 
EnglishDomyślny
Українська🔌 Efekt naskórkowości
Zobacz, jak prąd przemienny skupia się przy powierzchni przewodnika. Interaktywna mapa cieplna pokazuje gęstość prądu J = J0 e^(-d/delta) z na bieżąco liczoną głębokością wnikania.
O tej symulacji
Ten symulator renderuje rzeczywistą mapę cieplną przekroju J(d) = J₀e^(−d/δ), gdzie δ = √(ρ/πfμ) jest obliczane na bieżąco na podstawie rezystywności ρ i względnej przenikalności magnetycznej μᵣ wybranego materiału — miedzi, aluminium, żelaza lub stali nierdzewnej. Gdy zwiększasz suwak Częstotliwość, δ maleje, a żółto-biała powłoka wysokiego prądu widocznie się ścieńcza w kierunku powierzchni przewodnika, podczas gdy panel boczny wykreśla dokładną krzywą zaniku wykładniczego w funkcji głębokości wyrażonej w jednostkach δ.
🔬 Co pokazuje
Dlaczego prąd przemienny nie rozkłada się równomiernie w przekroju przewodnika: prądy wirowe indukowane przez zmienne pole magnetyczne przeciwdziałają prądowi we wnętrzu, spychając go do cienkiej powłoki przy powierzchni, której grubość to głębokość wnikania δ.
🎮 Jak korzystać
Wybierz Materiał z listy rozwijanej, przeciągaj suwaki Częstotliwość f (skala logarytmiczna, 50 Hz do 10 MHz) i Promień przewodnika, aby obserwować aktualizację mapy cieplnej i pierścienia granicznego δ, oraz odczytuj na bieżąco stosunki R_AC/R_DC i r/δ w panelu statystyk; Pauza (P) zatrzymuje animację impulsu AC, a Reset (R) przywraca wartości domyślne.
💡 Czy wiesz, że?
Wysoka przenikalność magnetyczna żelaza (μᵣ ≈ 200) daje mu bardzo małą głębokość wnikania nawet przy zwykłych częstotliwościach sieciowych 50/60 Hz — dlatego właśnie rdzenie transformatorów muszą być zbudowane z cienkich, laminowanych blach zamiast litych bloków żelaza, aby przerwać pętle prądów wirowych.
Najczęściej zadawane pytania
Czym jest głębokość wnikania δ?
Głębokość wnikania to odległość pod powierzchnią przewodnika, na której gęstość prądu przemiennego spada do 1/e (około 37%) swojej wartości powierzchniowej; wyraża się ją wzorem δ = √(ρ/πfμ), więc maleje wraz ze wzrostem częstotliwości f lub przenikalności μ.
Dlaczego przy wysokiej częstotliwości prąd unika środka przewodnika?
Zmienne pole magnetyczne wewnątrz przewodnika indukuje prądy wirowe, które przeciwdziałają pierwotnemu prądowi we wnętrzu i wzmacniają go przy powierzchni, więc przy wysokiej częstotliwości niemal cały prąd jest skupiony w cienkiej zewnętrznej powłoce o grubości ~δ.
Jak stosunek R_AC/R_DC zależy od głębokości wnikania?
Gdy promień przewodnika r jest znacznie większy niż δ, prąd płynie faktycznie tylko przez cienki pierścień o grubości δ, więc rezystancja prądu przemiennego rośnie w przybliżeniu jak R_AC/R_DC ≈ r/(2δ) w porównaniu z prądem stałym, gdzie przewodzi cały przekrój.
Dlaczego inżynierowie RF stosują drut Litza lub przewody rurowe?
Ponieważ przy wysokiej częstotliwości prąd i tak płynie tylko w cienkiej powłoce przy powierzchni, lity rdzeń przewodnika przenosi niewiele prądu, dlatego drut Litza (wiele cienkich, osobno izolowanych żył) lub rurka bez rdzenia zmniejsza rezystancję prądu przemiennego i koszt materiału bez utraty przewodności.
Dlaczego rdzenie transformatorów są laminowane?
Wysoka przenikalność magnetyczna żelaza sprawia, że jego głębokość wnikania jest bardzo mała już przy 50/60 Hz, więc w litym rdzeniu żelaznym krążyłyby prądy wirowe, marnując energię w postaci ciepła; cienkie, izolowane blachy przerywają te pętle i zmniejszają straty od prądów wirowych.