www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Kabuk Etkisi

Ana akım I
Ana akımın kabuk
etkisi sonucu
kuvetlenme
Ana akımın kabuk
etkisi sonucu
zayıflaması
Ana akımın 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
Ana akımın kabuk
etkisi sonucu
kuvetlenme
Ana akımın kabuk
etkisi sonucu
zayıflaması
Ana akımın kabuk
etkisi sonucu
kuvetlenme
Manyetik alanı H
Endüksiyon akımları

Resim 1: Kabuk etkisinin grafiksel açıklaması

Kabuk Etkisi

İçinden akım akan bir iletkenin etrafında manyetik alanın oluştuğunu biliyoruz. Keza, bir iletkenin içinde de bir manyetik alan meydana gelir ve yönü periyodik olarak değişir. Ancak, bu manyetik alandaki değişme, manyetik alanı saran bir halka biçimli burgaç akımlarını (Fouccault currents/ eddy currents) meydana getirir. Böylece ana akım, iletkenin eksenine yakın yerlerde zayıflarken, burgaç akımları ana akımı dış çepere doğru daha da kuvvetlendirir.

İletkenin içinde oluşan bu burgaç akımları nedeniyle, değişken akımlar (alternating currents) iletkenin dış yüzeyine doğru kayar. Bu olaya kabuk etkisi (skin effect) denir.

İletkenin içinde oluşan bu burgaç akımları nedeniyle, değişken akımlar (alternating currents) iletkenin dış yüzeyine doğru kayar. Bu olaya kabuk etkisi (skin effect) denir.

Frekans ne kadar yüksek olursa, bu kabuk etkisi de o kadar artar. Kabuk etkisi, etkili bir şekilde kullanılan kablo kesitini azaltır. Akım, iletkenin dış yüzeyine yakın ince bir tabakada yoğunlaşır ve yüzeyden uzaklaştıkça azalır.

İletkenin, etken kullanılabilen kesitinin küçülmesi nedeniyle, direncin frekansa olan bağımlılığı artar. 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 (permeability),
σ  malzemenin iletkenlik katsayısı ve
ω  açısal hız (ω=2πf).

YF-tekniğinde kabuk etkisini küçük tutmak için olabildiğince daha büyük yüzeye sahip iletkenler kullanılır (YF-örgüler, bant iletkenler, vb.).


Sponsors: