هنگامی که از یک رسانا جریان .a.c میگذرد توزیع جریان در مقطع رسانا یکنواخت نیست این پدیده بستگی به دو اثر مستقل از هم دارد که با نامهای “اثرپوستی” و” اثر نزدیکی یا همکناری” شناخته می شوند .
اگر مقطع رسانا از شماری مقاطع گرد متمرکز شکل گرفته باشد آن دسته از رشته هایی که در مرکز رسانه هستند نسبت به رشته های دیگر با شار آهنربایی بزرگتری ،روبرویند پس رشته هایی که در لبه های بیرونی جای گرفته اند با شار کمتری سروکار دارند از اینروی یک ولتاژ (نیروی) محرکه القایی (e.m.f) از لبه به سوی مرکز رو به افزایش است و سبب می شود تا چگالی جریان در مرکز رسانا کمتر از لبه های آن شود.
این تمرکز افزاینده جریان در سطح بیرونی رسانا را اثر پوستی می نامند، این پدیده باعث افزایش مقاومت موثر رسانا می گردد. دامنه اثر پوستی به فرکانس جریان مقطع ،رسانا مقدار جریان و قطر رسانا بستگی دارد.
اثرنزدیکی، همسایگی یا همکناری نیز مقاومت موثر را افزایش می دهد . این اثر در ارتباط با میدان هایی است که دو رسانای نزدیک به هم پدید می آورند اگر جریان هایی که از رساناها می گذرند هم راستا باشند دو نیمه رساناها که رو در روی هم قرار دارند نسبت به دو نیمه پشت به پشت با شار بیشتری قطع می شوند، در نتیجه توزیع جریان دار سطح رساناها یکسان نخواهد بود و همیشه سهم بزرگتر جریان از دو نیمه دور از هم می گذرد و اگر جریان های رساناها همراست نباشند نیمه های رو در رو، سهم بزرگتری از جریان را عبور می دهند.
تاثیر متقابل دو پدیده برهم منجر به کابل افزایش مقاومت موثر رسانا می گردد.
البته اثر نزدیکی یا همکناری با افزایش فاصله میان کابل ها کاهش می یابد. بررسی و ارزیابی همه جانبه این اثرات بسیار پیچیده است زیرا متغیرهای احتمالی بسیاری وجود دارند که باید در نظر گرفته شوند
از اثرات پوستی و هم کناری در رساناهای با مقاطع کوچک که جریان های کوچکی را نیز عبور میدهند می توان چشم پوشید ولی همین اثرات در رساناها با مقاطع بزرگ چشمگیر می شوند.
از اینروی به دلایل فنی و اقتصادی در روند طراحی رساناها کوشش می شود تا اثر این دو پدیده به کمترین اندازه برسد.
در طراحی رسانای میلیکن (melliken) تلاش بر این است که اثرات پوستی و همکناری کاهش یابند این کار را با جای دادن لایه های عایقی در لابه لای هر بخش کلاف بندی شده و قطاعی شکل رسانا انجام می دهند مقاومت a.c. برای محاسبه گنجایش جریان بسیار مهم است همچنین هنگامی که یک رسانا در یک مدار تک فاز یا سه فاز a.c. بهره برداری شود.
تلفات اضافی با افزایش مقطع رسانا افزایش می یابد، هرچند در کابل های خشک بدون حفاظ فلزی میزان آن بسیار اندک است ولی در کابل های چند رشته ای دارای حفاظ ،غلاف فلزی یا زره ، تلفات اضافی دامنه دارتر می شود .
در کابل های تک رشته ای دارای زره سیمی فولادی ، تلفات اضافی به طور چشمگیری رو به افزایش میگذارد. اگر سیم های زره با هم تماس نداشته و در گرداگرد تنه کابل به فاصله های برابر از یکدیگر باشند (زره بندی باز)، از دامنه افزایش تلفات اضافی به طور محسوسی کاسته می شود.
در کابل های بدون زره و همچنین در کابل های تک رشته با زره آهنربا نشونده ، تلفات اضافی میتواند در اندازه های بسیار پایینی نگه داشته شود ، به شرط آنکه کابل ها با گام بیش از ۱۵ سانتیمتر روی هم تابیده نصب نشود بلکه به صورت مثلثی و در تماس با هم دسته بندی گردند.
در کابل های سه رشته بیشتر از نوار یا سیم فولادی به عنوان زره استفاده می شود. از این نوار فولادی در کابل های تک رشته نباید سود برد زیرا تلفات اضافی زیادی پدید می آورد که پذیرفتنی نیست و سبب افزایش چشمگیر مقاومت القایی( اندوکتانس) در واحد طول می شود .
دیدگاهتان را بنویسید