¿Explicación intuitiva del efecto de la piel?

Si quiere comprender esto, en lugar de pensar en una línea de transmisión como dos cables con un comportamiento especial, debe pensar en una línea de transmisión como una estructura de guía para las ondas electromagnéticas. Cuando hablamos de corrientes y voltajes y de capacitancia e inductancia en una línea de transmisión, eso es una simplificación útil para muchos casos. Pero para entender el efecto de la piel, debes pensar en una onda electromagnética guiada por estructuras conductoras. Las corrientes y voltajes que medimos en la línea de transmisión son causados por la onda EM que viaja a lo largo, no al revés.

Entonces, cuando una onda EM se encuentra con un material conductor, ¿qué sucede? La onda EM se refleja. No penetra profundamente en el conductor. Pero si la conductividad no es infinita, penetra ligeramente. Y hasta la profundidad que penetra, hace que las corrientes fluyan en el conductor. Ese es el efecto de la piel.

  

Estoy un poco confundido en cuanto a las coordenadas de cómo está definiendo su línea de transmisión.

Normalmente llamamos a la dirección axial (a lo largo de la línea de transmisión) la dimensión z . Las dimensiones transversales son x y y .

Es más fácil de visualizar en una guía de onda de placas paralelas. Allí, el modo de propagación se puede ver como una suma de ondas planas que se reflejan hacia adelante y hacia atrás entre las dos placas. Así que estas ondas planas tienen un k-vector que tiene componentes en las direcciones z y x . Los reflejos de los conductores es lo que causa las corrientes en los conductores, y la profundidad de penetración en los conductores es lo que determina la profundidad de la piel.

Para una comprensión intuitiva del "efecto de piel ", observe la sección transversal del cable. A continuación, piense en el átomo central como rodeado por un anillo de átomos similares, y luego repita este radialmente. El átomo central será el más comprimido (densidad más alta), el próximo "anillo" será un poco menos denso, y así sucesivamente hasta el último anillo (superficie del conductor). Al usar este "modelo", debería ser fácil ver que un electrón que viaja a lo largo del centro del conductor (el área más densa) experimentará la "resistencia" más y un electrón que viaja a lo largo de la superficie El conductor experimentará la menor "resistencia" (el área menos densa). El resultado de esto, es que habrá una "tendencia" a que más electrones viajen a lo largo de la superficie del cable, este es el "efecto de piel" . Espero que esta explicación "poco ortodoxa" te sea útil.