Скин-эффект (или поверхностный эффект) — это явление, при котором переменный ток распределяется неравномерно по сечению проводника, концентрируясь преимущественно у его поверхности. Этот эффект приводит к увеличению активного сопротивления проводника и, как следствие, к росту потерь энергии.
Скин-эффект возникает из-за взаимодействия переменного электрического поля с магнитным полем, создаваемым током в проводнике. Чем выше частота тока, тем сильнее выражен этот эффект. Глубина проникновения тока (толщина скин-слоя) определяется по формуле:
Для меди при частоте 50 Гц глубина скин-слоя составляет около 9 мм, а при 1 МГГц — всего 0,07 мм. Это означает, что на высоких частотах внутренняя часть проводника практически не используется для передачи тока.
Вместо одного толстого проводника применяют пучок изолированных тонких жил (литцендрат). Это увеличивает эффективную поверхность для протекания тока.
Для высокочастотных применений часто используют трубчатые проводники, так как их внутренняя часть все равно не участвует в передаче тока.
Серебро имеет наименьшее удельное сопротивление среди всех металлов. Нанесение серебряного покрытия на поверхность медного проводника снижает потери.
Некоторые сплавы (например, нихром) имеют меньшую магнитную проницаемость, что уменьшает глубину скин-слоя.
Разделение проводника на изолированные секции позволяет более равномерно распределить ток по сечению.