Skineffekt

Skịn|ef|fekt 〈m. 1; unz.〉 die Erscheinung, dass ein Hochfrequenzstrom in einem Leiter im Wesentlichen nur in einer dünnen Schicht an der Oberfläche des Leiters fließt; Sy Hauteffekt [<engl. skin „Haut“ + Effekt]

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Skịn|effekt

 

[englisch skin »Haut«], Haut|effekt, die Erscheinung, dass in elektrischen Leitern Wechselströme (v. a. hochfrequente) im Wesentlichen nur in einer dünnen Oberflächenschicht fließen. Die magnetische Feldstärke und die Stromdichte im Leiter nehmen exponentiell zur Leiterachse hin ab (Feld- und Stromverdrängung), da die durch das Magnetfeld des Wechselstroms im Innern des Leiters hervorgerufenen Wirbelströme an der Leiteroberfläche die gleiche Richtung wie der fließende Wechselstrom haben, im Leiterinnern dagegen diesem entgegengesetzt sind. Dadurch ist der ohmsche Widerstand eines Leiters für Wechselstrom größer als für Gleichstrom. Bei hohen Frequenzen setzt man zur Vergrößerung der Oberfläche den Leiter aus vielen dünnen, miteinander verbundenen Drähten (Litze) zusammen, bei noch höheren Frequenzen kann der Leiter rohrförmig sein. Wegen des Skineffekts wirken Hohlraumresonatoren wie sich selbst abschirmende Schwingkreise. Für die Eindringtiefe δ, d. h. die Tiefe, bis zu der die Stromdichte auf den Bruchteil e^-1 (etwa 37 %) des Wertes an der Oberfläche abgenommen hat, gilt: δ = (ω Kreisfrequenz, σ Leitfähigkeit, μ Permeabilität). Bei Frequenzen des optischen Bereichs wird der normale Skineffekt zum anomalen Skineffekt. Die mittlere freie Weglänge der Elektronen ist bei optischen Frequenzen nicht mehr klein gegenüber der Wellenlänge und der Eindringtiefe. Dadurch wird die elektrische Stromdichte für eine beliebige Stelle des Leiters nicht mehr allein durch die lokale elektrische Feldstärke bestimmt, sondern auch durch Elektronen, die von anderen Stellen innerhalb der freien Weglänge dort eintreffen.

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Skịn|ef|fekt, der; -[e]s, -e [engl. skin effect, eigtl. = Hautwirkung, aus: skin = Haut u. effect = Wirkung] (Elektrot.): Erscheinung, dass ein Wechselstrom hoher Frequenz nur an der Oberfläche des elektrischen Leiters fließt.