Efecto de piel con frecuencias superpuestas

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¿Una señal de alta frecuencia afecta la profundidad de la piel de otra señal de baja frecuencia?

Por ejemplo: En un conductor de cobre sólido de 6 mm2, hay tres corrientes que lo atraviesan al mismo tiempo:

  • 15 A DC

  • 15 A rms @ 50Hz

  • 5 A rms @ 15kHz (editado)

¿Puedo calcular el efecto de piel individualmente para cada señal y sumar las pérdidas? ¿O influyen las corrientes en el efecto de la piel entre sí?

    
pregunta Zé Pedro F. A.

1 respuesta

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Respuesta corta

no. El efecto de la piel se explica completamente mediante el modelo lineal de la ecuación de Maxwell, por lo que diferentes frecuencias se pueden considerar de forma independiente.

También

a 50 Hz, la profundidad de tu piel es de aproximadamente 9 mm; mucho más grueso que su conductor (tiene sentido, ¿verdad? De lo contrario, ¡no usaríamos cobre masivo para la distribución de energía!).

Respuesta larga

La profundidad de la piel al no ser cero se debe a la no idealidad de su conductor. Por supuesto, si calienta un metal, cambia la conductividad / resistencia.

En su caso, 6mm² llevando una suma máxima de corriente de 35 A: Ignorar. Su cable tiene aproximadamente 2,4 mΩ de resistencia por 1 m de longitud; P = I² · R ~ = 10³ A² · 2.4 · 10⁻³ Ω = 2.4 W. Deshacerse de 2.4 W de calor sobre 1 m de longitud: sucederá solo.

Con las tres corrientes en las frecuencias correctas, incluso podemos ser específicos:

  • 5A @ 0 Hz: profundidad de piel "infinita". No hay calefacción significativa debido a esta corriente.
  • 15 A a 50 Hz: profundidad de la piel > > radio. No hay calefacción significativa debido a esta corriente.
  • 15 a 15 kHz: profundidad de piel ca 0.5 mm. El área resultante de la sección transversal conductora es \ $ \ pi \ $ · (diámetro exterior² - (diámetro exterior-profundidad de la piel) ²) = \ $ \ pi \ $ · (0.78² - 0.28²) ~ = 6mm² - 0.88mm² ~ = 5mm². No hay calentamiento significativo a través de esta corriente.

Las cosas empeoran en los materiales no lineales, pero soy bastante optimista de que su conductor de cobre es lo suficientemente lineal.

    
respondido por el Marcus Müller

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