Què és l'efecte de proximitat?

Definició: Quan els conductors porten tensions alternatives altes, les corrents no estan distribuïdes uniformement a través de la secció transversal del conductor. Aquest fenomen es coneix com l'efecte de proximitat. L'efecte de proximitat provoca un augment de la resistència aparent d'un conductor degut a la presència d'altres conductors que porten corrent en la seva àrea propera.

Quan dos o més conductors es col·loquen a prop l'un de l'altre, els seus camps electromagnètics interaccionen. Com a resultat d'aquesta interacció, la corrent en cada conductor es redistribueix. Específicament, una densitat de corrent més alta s'acumula en la part del fil del conductor que està més lluny del conductor interferidor.

Si els conductors porten corrent en la mateixa direcció, els camps magnètics de les meitats adjacents dels conductors s'anul·len entre si. Per tant, no hi ha corrent que passi per aquestes meitats adjacents dels conductors, i la corrent, en comptes, es concentra en les meitats més allunyades.

Quan els conductors porten corrent en direccions oposades, els camps magnètics en les parts més properes dels conductors s'aforçen mútuament, provocant una densitat de corrent més alta en aquestes regions adjacents. En canvi, els camps magnètics en les meitats més allunyades dels conductors s'anul·len entre si, resultant en un flux de corrent mínim o nul en aquestes àrees remotes. Com a conseqüència, la corrent es concentra en les parts més properes dels conductors, mentre que les meitats més allunyades presenten una reducció significativa de la corrent.

Si la corrent contínua (CC) flueix a través d'un conductor, la corrent està distribuïda uniformement a través de la secció transversal del conductor. Com a resultat, no es produeix cap efecte de proximitat a la superfície del conductor.

L'efecte de proximitat només és significatiu per a conductors amb una secció superior a 125 mm². Per tenir-ho en compte, s'han d'aplicar factors de correcció.

Quan es pren en compte l'efecte de proximitat, la resistència alterna (CA) del conductor es converteix en:

Notacions:

• Rdc: Resistència CC no corregida del conductor.

• Ys: Factor d'efecte de pell (l'increment fraccional de la resistència degut a l'efecte de pell).

• Yp: Factor d'efecte de proximitat (l'increment fraccional de la resistència degut a l'efecte de proximitat).

• Re: Resistència ohmica efectiva o corregida del conductor.

La resistència CC Rdc es pot obtenir de taules de conductors estrangulats.

Factors que Influencien l'Efecte de Proximitat

L'efecte de proximitat depèn principalment de factors com el material del conductor, el diàmetre, la freqüència i l'estructura. Aquests factors es detallen a continuació:

• Freqüència – L'efecte de proximitat s'intensifica a mesura que augmenta la freqüència.

• Diàmetre – Els diàmetres més grans dels conductors condueixen a un efecte de proximitat més pronunciat.

• Estructura – Aquest efecte és més significatiu en conductors sòlids comparat amb conductors estrangulats (per exemple, ASCR). Els conductors estrangulats tenen una àrea superficial efectiva menor que els conductors sòlids, reduint l'agrupació de la corrent.

• Material – Els conductors fabricats amb materials altament ferromagnètics mostren un efecte de proximitat més fort a la seva superfície degut a les interaccions del camp magnètic.

Mètodes per Mitigar l'Efecte de Proximitat

Un mètode eficaç per reduir l'efecte de proximitat és utilitzar conductors d'alumini reforçat amb acer (ACSR). En un conductor ACSR:

• S'hi col·loca l'acer al nucli per proporcionar força mecànica.

• Les branques d'alumini envolten el nucli d'acer, formant la capa conductora exterior.

Aquest disseny minimitza l'àrea superficial exposada a les interaccions del camp magnètic. Com a resultat, la corrent flueix principalment a través de les capes exteriors d'alumini, mentre que el nucli d'acer porta poques o gairebé cap corrent. Aquesta configuració redueix significativament l'efecte de proximitat en el conductor.