转载。

一 集肤效应以及产生原因

先说什么叫集肤效应：当交变电流通过导体或导体中有交变磁场时，导体内部实际上没有任何电流，电流集中在临近导体外表的一薄层 ，这一现象称为集肤效应。也就是说集肤效应只出现在交变磁场中，对于恒定的电流是均匀分布的。

那集肤效应如何产生的呢？我们知道根据楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。如果将流过导体截面的交变电流看成是由无数电流线组成的，则每根电流线都会在其周围产生交变磁场。据此，对于交变电流，以圆形截面的导体为例，越靠近导体中心处,受到磁力线产生的自感电动势愈大，越靠近表面处则不受其内部磁力线的影响。这就导致趋近导体表面处电流密度较大。由于自感电动势随着频率的提高而增加，趋肤效应亦随着频率提高而更显著，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，大大降低了导体材料的有效利用率。

二 基于应用谈集肤效应

其实谈集肤效应，如果刨根问底，我想可能想破头也不一定能思考明白，理论的事情就让科研人员去解决吧，我们工程技术人员就基于理论谈应用，站在巨人肩膀上能解决问题即可。为了让大家对理论死心，先展示几个公式，让我一下子回到大学《电磁场导论》这门课程了，真是太难了！

回归正题，给大家总结了几个实际工程中有用的知识点：

1. 平常一提集肤效应，大家第一反应总是频率，会说我们的工频电流太小，可以忽略不计，实际不一定，因为造成电缆发热除了频率以外，还有另外一个词：穿透深度，即光或其他电磁辐射对某材料的穿透能力的量度，其定义为进入材料内部的电磁辐射强度减弱为表面上最初强度的1/e（约37%）距离材料表面的深度。定义我们就看看行了，看多了烧脑。以下照片也可以帮助我们理解穿透深度。

为什么这里要说，这么复杂定义的词，确实与我们实际有关：集肤效应大多数人会意识到50Hz低频下的导体产生发热线损忽略。然而，集肤效应对导电材料产生的穿透深度，即使是50Hz工频下也有确定的值，若导体的厚度或者半径超过对应的穿透深度，其中心部位电流密度必然大幅度降低。因此，研究工频下的集肤效应是很有意义的。

基于以上基础，我们再记住一个结论：

对于铜导体，在50Hz交流电下的穿透深度大约是9.3毫米，因此铜导体的直径不超过2x9.3=18.6≈20mm。讲到这里，有没有恍然大悟，为什么我们常见的铜排厚度≤10mm，这样才能保证当两根铜排搭接时，其搭接厚度不得超过20mm，以此避免集肤效应

发热。同理，若母线采用铜棒制作，若铜棒的直径超过20mm，则必须采用壁厚为10mm的铜管来制作，因为穿透深度以外的导体电流密度会很低，作用不大。

2. 家用电为什么不需要考虑交流电的集肤效应？

对于家用电来说，导线截面大多采用1.5到4mm²，直径很小，哪怕6mm²截面的导线，其直径也才为2.73mm，远小于50Hz交流电下的穿透深度9.3mm。据说有人理论计算家用电常用电线，其载流量因为集肤效应的影响充其量3%，所以可以忽略不计啦！

3. 多股线是可以防集肤效应的。

有人做过研究，1根1.5mm直径的圆铜线，传送100kHz 10A电流时，电流密度是直流的2.085倍，交流电阻是直流电阻的2.1倍，交流损耗也是直流损耗的2.1倍；但使用13根0.42mm直径的圆导线并联来代替1.5mm的单根导线时，交流电阻，电流密度，交流损耗和直径1.5mm的导线的直流电阻，直流电流密度和损耗相当。

以上文字，若有不足还请包涵！