電路中電阻和截面積的確成反比,但是,在某些情況下,自由電子又會(huì )趨近于導線(xiàn)表面運動(dòng),這時(shí)的電阻和截面不完全成反比。
電流流過(guò)導線(xiàn)存在穩定階段和變化階段。
單根導線(xiàn),相當于匝數為0的電感線(xiàn)圈,既然是電感線(xiàn)圈,就會(huì )存在自感電動(dòng)勢。
然而自感電動(dòng)勢總是阻礙原電流的變化,所以就會(huì )影響導線(xiàn)中的自由電子運動(dòng)分布。
當導線(xiàn)電流發(fā)生變化時(shí),越靠近導線(xiàn)截面圓心自感磁通量越大;
所以越靠近導線(xiàn)截面圓心自感電動(dòng)勢越大,引起自由電子趨近于導線(xiàn)表面運動(dòng)。這種現象就叫做‘趨膚效應’,效應的強度就是‘趨膚深度’。

通過(guò)上面的探討我們得出這樣的結論
1、當導線(xiàn)中電流的大小和方向恒定不變時(shí),自由電子在導線(xiàn)中的運動(dòng)是均勻分布的,即:電路中電阻和截面成反比。
2、當導線(xiàn)中電流的大小或方向發(fā)生改變時(shí),自由電子在導線(xiàn)中的運動(dòng)是趨近于導線(xiàn)表面分布的,即:自由電子是在導線(xiàn)表面運動(dòng)。
------------------【延伸閱讀】------------------
什么是‘自感電動(dòng)勢’?
自感電動(dòng)勢就是線(xiàn)圈或導體本身電流變化引起的磁通變化,從而在線(xiàn)圈中所引起的感應電動(dòng)勢。
自感電動(dòng)勢的方向:它總是阻礙導體中原電流的變化。當電流增大時(shí),自感電動(dòng)勢與原來(lái)電流方向相反,阻礙電流增大;當電流減小時(shí),自感電動(dòng)勢的方向與原電流方向相同,阻礙電流減小。注意,“阻礙”’不是“阻止”,“阻礙”其實(shí)是“延緩”,使回路中原電流的變化緩慢一些。
自感電動(dòng)勢的大?。河蓪w本身和通過(guò)導體的電流變化的快慢速度共同決定。在恒電流電路中,只有在通/斷電的瞬間才會(huì )出現自感電動(dòng)勢。
什么是‘趨膚效應’?
在計算導線(xiàn)的電阻時(shí),假設電流是均勻分布在截面上的。嚴格來(lái)說(shuō)這一假設僅在導體內的電流變化率為零的時(shí)候才成立。換句話(huà)說(shuō),導線(xiàn)通過(guò)直流電流(Idc)時(shí),幾乎電流密度是均勻的,或者在電流的變化率很小的時(shí)候,電流分布仍可認為是均勻的。對于工作于低頻電流環(huán)境下的細導線(xiàn),這仍然是可確信的。
但在高頻電流環(huán)境下,電流的變化率非常大,電流密度不均勻分布的狀態(tài)尤為嚴重。
高頻電流使導線(xiàn)的中心區域感應出很大的電動(dòng)勢。然而感應電動(dòng)勢在閉合電路中,會(huì )產(chǎn)生感應電流,在導線(xiàn)中心的感應電流*大。由于感應電流總是在減小原來(lái)電流的方向,所以它迫使電流只限于靠近導線(xiàn)外表面流動(dòng),這就是‘趨膚效應’。趨膚效應產(chǎn)生的原因主要是變化的電磁場(chǎng)在導體內部產(chǎn)生了渦流電場(chǎng),與原來(lái)的電流相抵消。
什么是‘趨膚深度’?
趨膚效應是使導體的有效電阻增加的一種效應。當交變電流頻率越高,趨膚效應越顯著(zhù)。
當頻率很高的交變電流通過(guò)導線(xiàn)時(shí),可以認為電流只在導線(xiàn)表面上很薄的一層中流過(guò),這等效于導線(xiàn)的截面減小有效電阻增大。
趨膚深度是導線(xiàn)表面向圓心滲透,有電流流過(guò)的那部分導體材料的深度。
既然導線(xiàn)的中心部分幾乎沒(méi)有電流通過(guò),就可以把這中心部分除去以節約材料。因此,在高頻電路中可以采用空心導線(xiàn)代替實(shí)心導線(xiàn)。