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Effet pelliculaire

courant
incident I
augmentation
du courant en
surface par cet effet
le courant incident
est diminué par
l’effet pelliculaire
augmentation
du courant en
surface par cet effet
magnetic field H
boucle de courant induit
par le champ magnétique

Figure 1 : Diagramme montrant l’effet pelliculaire

courant incident I
augmentation
du courant en
surface par cet effet
le courant incident
est diminué par
l’effet pelliculaire
augmentation
du courant en
surface par cet effet
champ magnétique H
boucle de courant induit
par le champ magnétique

Figure 1 : Diagramme montrant l’effet pelliculaire

Effet pelliculaire

L’effet pelliculaire, appelé quelque fois effet effet de peau ou de Kelvin, est un phénomène électromagnétique qui fait que, à fréquence élevée, le courant a tendance à ne circuler qu'en surface des conducteurs.

Tout courant se déplaçant dans un conducteur génère un champ magnétique autour de ce dernier. Quand un courant continu traverse un conducteur la différence de potentielle est uniforme et les charges se déplace dans le conducteur de manière isotrope, ce qui donne un champ magnétique constant (H). Dans un courant alternatif, les charges oscillent et le champ magnétique varie, ce qui induit une boucle de courant électrique inverse.

Dans la figure 1, on peut voir que la boucle va de la périphérie du conducteur vers le centre. La direction de rotation est toujours inverse à celle de la variation de courant dans le conducteur. Ainsi, la somme du courant alternatif avec celui de la boucle est toujours nulle au centre du conducteur alors que ces deux courants s’additionnent en périphérie. Il en résulte une décroissance de la densité de courant en 1/e, e étant l’inverse du logarithme naturel, à mesure que l'on s'éloigne de la périphérie du conducteur.

Cette section réduite dans laquelle les charges se déplacent augmente la résistance du conducteur. La résistance de cette mince peau de surface définit donc la résistance équivalente du conducteur et souvent des conducteurs tubulaires sont utilisés pour le courant alternatif afin d’alléger la ligne de transmission. La résistance est proportionnelle avec la fréquence du courant, ce qui peut être un grave inconvénient, et se calcule par l’équation suivante:

Formula

l  longueur du câble,
r  rayon du conducteur,
µ0  constante magnétique ,
µr  perméabilité magnétique relative du conducteur,
σ  conductivité
ω  fréquence angulaire (ω=2πf).

Cette propriété des courants alternatifs est cependant utile pour blinder les fils coaxiaux des ondes parasites venant de l’environnement. En effet, même un mince étui de métal autour d’un tel câble permettra d’écouler les courants induits par ces ondes en surface sans affecter le signal transmis à l’intérieur.