Электрофизический механизм возникновения явления поверхностного эффекта в металлическом проводнике с электрическим переменным током проводимости

Abstract

УДК 621.3.01:621.313

Предложен электрофизический механизм, объясняющий возникновение неравномерного распределения напряженностей собственного переменного электромагнитного поля (ЭМП) по толщине массивного изотропного немагнитного металлического проводника прямоугольного поперечного сечения с электрическим переменным током проводимости i₀(t) различных амплитудно-временных параметров. В основу механизма, обосновывающего проявление поверхностного эффекта в указанном проводнике, положен закон электромагнитной индукции Фарадея–Максвелла. Математически показано, что возникающие в материале проводника от действия переменного тока проводимости i₀(t) и соответственно собственного переменного магнитного потока Ф₀(t) индукционные переменные токи проводимости и их переменные магнитные поля при dФ₀(t)/dt>0 ослабляют распределенные внутри проводника напряженности собственного переменного ЭМП, а при dФ₀(t)/dt<0 поддерживают уменьшающиеся во времени и по глубине материала проводника напряженности ЭМП.

Ключевые слова: металлический проводник, электрический переменный ток проводимости, переменное электромагнитное поле, закон электромагнитной индукции, механизм возник-новения поверхностного эффекта

An electrophysical mechanism explaining the origin of an uneven distribution of the field strength of the intrinsic alternating electromagnetic field (EMF) over the thickness of the bulk homogeneous nonmagnetic metal conductor with a rectangular cross-section with an alternating current i₀(t) of different peak-temporal parameters is suggested. This mechanism, justifying the manifestation of the surface effect in the specified conductor, is based on the Faraday–Maxwell law of electromagnetic induction. It is mathematically shown that inductive alternating conduction currents and their alternating EMF arising in the conductor material due to the action of an alternating conduction current i₀(t) and, accordingly, an intrinsic alternating magnetic flux Ф₀(t) at dФ₀(t)/dt>0 weaken the intrinsic alternating EMF strength distributed inside the conductor, and at dФ₀(t)/dt<0 they maintain the EMF strength diminishing with time and the material depth.

Keywords: metal conductor, alternating current, alternating electromagnetic field, law of electromagnetic induction, mechanism of origin of the superficial effect

Download full-text PDF. 166 downloads

Menu

Vol. 59 (2023), Issue 4, p. 16-24

Электрофизический механизм возникновения явления поверхностного эффекта в металлическом проводнике с электрическим переменным током проводимости

Abstract