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交流電流による導線の表皮効果解析

導体内を流れる交流電流が表皮に集中する現象

表皮効果とは導線内を流れる交流電流が導線の表皮に集中する現象で、電流密度が導線の表面で高く、表面から離れると低くなります。周波数が高くなるほど電流が表面へ集中します。この現象を磁界解析ソフトウェアF-MAGで評価解析しました。

結果として

・ 導線断面の電流密度分布図
・ 導線断面の磁束密度分布

を求めました。

今回はコイル断面の2次元解析を行い、表皮効果を確認しました。
コイルの断面には以下の荷重を設定し、 2ケース解析しました。

・ 1000V/10Hz
・ 1000V/100kHz

解析モデル (全体)

解析モデル (コイルの断面拡大図)

解析モデル (コイルの断面拡大図)

物性値

導線:

比透磁率:1/電気伝導率:2.0e+005 (S/m)

空気:

比透磁率:1/電気伝導率:0 (S/m)

導線への印加電圧

1000 (V)

導線に流れる電流の周波数

(1) f = 10Hz
(2) f = 100kHz

この評価解析では、

・ 導線断面の電流密度分布図
・ 導線断面の磁束密度分布

を計算しました。

このテーマの解析結果はダウンロードできます。ご希望の方は、所定の方法でお申し込みください。

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