LED基础知识之集肤效应

大家在做LED测试时应该会发现当以高频电流驱动器,经常会出现烧黑现象,最终导致死灯。具体表现在金线周围胶体因持续高温下硅胶碳化烧黑,这是由于高频下阻抗远高于直流阻抗,阻抗的升高使金线发热更加严重使胶体烧黑,产生这一现象的原因就是集肤效应。

一、什麼是集肤效应
集肤效应又叫趋肤效应,当交变电流通过导体时,电流将集中在导体表面流过,这种现象叫集肤效应。集肤效应是电磁学,涡流学(涡旋电流)的术语。这种现象是由通电铁磁性材料,靠近未通电的铁磁性材料,在未通电的铁磁性材料表面产生方向相反的磁场,有了磁场就会产生切割磁力线的电流,这个电流就是所谓的涡旋电流,这个现象就是集肤效应。

二、集肤效应的原理
集肤效应是电流或电压以频率较高的电子在导体中传导时,会聚集于总导体表层,而非平均分佈于整个导体的截面积中。趋肤效应使导体的有效电阻增加。频率越高,趋肤效应越显着。当频率很高的电流通过导线时,可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过,这等效于导线的截面减小,电阻增大。既然导线的中心部分几乎没有电流通过,就可以把这中心部分除去以节约材料。因此,在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。此外,为了削弱趋肤效应,在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线,这种多股线束称为辫线。

三、集肤效应的应用
导体中交变电磁场的强度随着进入导体的深度而呈指数递减,因此在防晒霜中混入导体微粒(一般是氧化锌和氧化鈦),就能使阳光中的紫外线(高频电磁波)的强度减低。这便是物理防晒的原理之一。此外,趋肤效应也是电磁遮罩的方法之一,利用趋肤效应可以阻止高频电磁波透入良导体而作成电磁遮罩装置,这也是电梯中,手机收讯不好的原因。在工业应用方面,利用趋肤效应可以对金属进行表面淬火。
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