www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Kabuk Etkisi

Ana akım I
Kabuk etkisi
sonucu
kuvetlenme
Kabuk etkisi
sonucu ana
akım zayıflıyor
Kabuk etkisi
sonucu
kuvetlenme
Manyetik alanı H
Endüksiyon akımları

Resim 1: Kabuk etkisinin grafiksel açıklaması

Kabuk etkisinin grafiksel açıklaması: Grafikte bir kalın tel kullanıyoruz: İletkenin içinde merkez eksen etrafında bir manyetik alan meydana gelir. Bu alanın alan çizgileri telin kesitine paraleldir. Bu manyetik alan, kendi alan çizgileri etrafında dik yönde indüksiyon akımları yaratır. Bu indüksiyon akımları tel eksenine yakın yerlerde zıt yöndedirler, ancak iletkenin dış yüzeyine doğru aynı yönde olurlar ve bir akıma sebep olurlar. Böylece iletkenin dış yüzünde kuvvetli bir akım oluşurken, içe doğru akım şiddeti zayıflar.
Ana akım I
Kabuk etkisi
sonucu
kuvetlenme
Kabuk etkisi
sonucu ana
akım zayıflıyor
Kabuk etkisi
sonucu
kuvetlenme
Manyetik alanı H
Endüksiyon akımları

Resim 1: Kabuk etkisinin grafiksel açıklaması

İçinden akım akan bir iletkenin etrafında manyetik alanın oluştuğunu biliyoruz. Keza iletkenin içinde de yönü periyodik olarak değişen bir manyetik alan meydana gelir. Bu manyetik alan çizgilerini saracak şekilde, halka biçimli burgaç akımları (Fouccault current/ eddy current) meydana gelir. Ana akım, bu nedenle iletkenin eksenine doğru zayıf kalır, fakat dış çepere doğru daha kuvvetlenir.

Oluşan bu burgaç akımları nedeniyle, ana akım iletkenin dış yüzeyine doğru toplanır.
Bu olaya kabuk etkisi (skin effect) adı verilir.

Oluşan bu burgaç akımları nedeniyle, ana akım iletkenin dış yüzeyine doğru toplanır. Bu olaya kabuk etkisi (skin effect) adı verilir.

Kabuk etkisi frekansla birlikte kuvvetlenir. Kabuk etkisi iletkenin kullanılan etken kesitini küçültür. Akım iletkenin dış yüzeyine yakın ince bir tabakada yoğunlaşır ve yüzeyden uzaklaştıkça azalır.

İletkenin, etken kesitinin küçülmesi nedeniyle, direnci frekansa bağımlı olacaktır. Bu frekansa bağlı direnç aşağıdaki formülle hesaplanabilir:

İletken direncinin frekans ile ilişkisi: Direnç; iletkenin uzunluğunun iletkenin yarıçapına bölümünün, manyetik alan geçirgenlik katsayısı µ sıfır, göreli manyetik katsayısı µ re, ve açısal frekans omeganın birbirleriyle olan çarpımının; 4π nin iletkenin iletkenlik katsayısı sigmayla çarpımına, bölümünün, karekökü ile çarpımına eşittir.

l  iletkenin uzunluğu,
r  iletkenin yarıçapı,
µ0  manyetik alan katsayısı,
µr  manyetik geçirgenlik,
σ  malzemenin iletkenlik katsayısı ve
ω  açısal hız (ω=2πf).

Yüksek frekans tekniğinde kabuk etkisini azalmak için olabildiğince daha büyük yüzeyli iletkenler kullanılır (yüksek frekans kordonları, bant iletkenler vs).