Bu yazımızda cilt etkisinin ne olduğuna, nedenlerine ve onu etkileyen faktörlere bakacağız. Kısaca, iletkenin yüzeyinden geçen akım akışına cilt etkisi denir. Bunun arkasındaki neden, bu yazının geri kalan bölümünde açıklanmıştır.
Düşük akım DC hobi projeleri ile uğraşırken, teller ve kablolar basittir ve esasen sıfır dirençli basit iletkenler gibi davranırlar.
Ancak DC akımları çok yüksek frekanslı AC akımlarla değiştirdiğinizde, kablolarda garip şeyler olmaya başlar. Cilt etkisi ise bunlardan biridir.
İçindekiler →
DC akımı iletkenden geçerken
İlk olarak, içinden DC akım geçtiğinde bir telde neler olduğuna bir bakalım.
DC kaynağına bağlanan bir tel, suyun bir borudan akmasına benzer şekilde elektronların telden akmasına neden olur.
Bu, herhangi bir elektronun yolunun esasen telin hacmi içinde herhangi bir yerde olabileceği anlamına gelir (örneğin, merkez, orta yarıçap, yüzey).
Yüksek frekanslı AC akım ile
Şimdi, bir tel üzerinden yüksek frekanslı bir AC akımı gönderildiğinde ne olduğuna bir göz atalım.
Bir kabloya uygulanan AC voltaj, elektronların ileri geri titreşmesine neden olur. Titreşim sürecinde, elektronlar manyetik alanlar üretecektir.
Bazı fiziksel ilkeleri uygulayarak (her elektronun ürettiği bireysel manyetik kuvvetlerin toplamından kaynaklanan her elektron üzerindeki kuvvetleri bularak), elektronların telin yüzeyine doğru itildiğini bulursunuz.
Uygulanan sinyalin frekansı arttıkça elektronlar merkezden daha uzağa ve yüzeye doğru itilir.
Bu süreçte, telin merkez bölgesi iletken elektronlardan yoksun hale gelir.
Cilt Etkisi Nedir?
Elektronların yüksek frekans koşulları altında bir telin yüzeyine doğru hareketine cilt etkisi denir.
Düşük frekanslarda, telin iletkenliği (veya direnci) üzerinde büyük bir etkisi yoktur. Ancak frekans arttıkça telin direnci etkili bir faktör haline gelebilir.
Deri etkilerinin neden olduğu direnci azaltmak için yapılabilecek bir şey, iletken içindeki tüm bireysel tellerin birleşik yüzey alanı, aynı çaptaki tek damarlı telin yüzey alanından daha büyük olan çok telli tel kullanmaktır.
Kısaca, iletkenin yüzeyinden geçen akım akışına CİLT ETKİSİ denir.
Cilt etkisi nedeniyle R ac > R dc çünkü iletken direncini arttırır.
Cilt etkisinin nedenleri:
Her biri akımın küçük bir kısmını taşıyan çok sayıda telden oluştuğu varsayılan katı bir iletken. Telin her bir parçasının endüktansı, konumuna bağlı olarak değişir. Böylece merkeze yakın teller, yüzeyden daha büyük endüktansa sahip daha büyük bir manyetik akı ile çevrilidir. Doğrusal şeritlerin yüksek reaktansı, AC akımının iletken yüzeyine yakın akmasına neden olur. Bu cilt etkisi nedeniyle iletkenin etkin kesit alanı azalır.
İletim Hatlarında Cilt Etkisini Etkileyen Faktörler
Bir AC sistemindeki cilt etkisi, aşağıdaki gibi bazı faktörlere bağlıdır:
Telin çapı
- İletken telin çapı arttığında, cilt etkisi büyük ölçüde artacaktır.
- Telin çapı 1 cm’den az olduğunda etki göz ardı edilebilir.
Frekans
- Cilt etkisi besleme frekansı ile doğru orantılıdır (yani frekansla birlikte artar).
- Frekans 50 Hz’den az olduğunda oluşmaz.
Tel şekli
Cilt etkisini azaltmak için iletim ve dağıtım hatlarında çok telli iletkenler kullanılır.
Malzemenin yapısı
Bu da iletim hatlarında deri etkisini etkileyen bir diğer faktördür.
