ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లలో స్కిన్ ఎఫెక్ట్ యొక్క అర్థం అవగాహనకు

ఒక ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ ఒక స్థానం నుండి మరొక స్థానంలోకి విద్యుత్ శక్తి లేదా సిగ్నల్లను వహించే కార్డక్టర్. ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లు ప్రయోజనానికి, దూరం అనుసారం వివిధ ప్రకారం చేరుకోవచ్చు. కానీ, ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లను ఎల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ (AC) వ్యవస్థలలో ఉపయోగించినప్పుడు, వాటి ప్రదర్శన మరియు కార్యక్షమతను ప్రభావించే ఒక ప్రభావం ఉంటుంది, ఇది స్కిన్ ఎఫెక్ట్ అని పిలుస్తారు.

ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లో స్కిన్ ఎఫెక్ట్ ఏంటి?

స్కిన్ ఎఫెక్ట్ అనేది AC కరెంట్ ఒక కార్డక్టర్ యొక్క క్రాస్‌సెక్షన్ మీద అసమానంగా విస్తరించే ప్రవృత్తి. ఇది కార్డక్టర్ యొక్క బాహ్యభాగంలో కరెంట్ ఘనత్వం గరిష్ఠంగా ఉంటుంది మరియు కేంద్రం వైపు ఘాతాంకంగా తగ్గుతుంది. ఇది కార్డక్టర్ యొక్క లోపలి భాగం కంటే బాహ్యభాగంలో ఎక్కువ కరెంట్ వహించే అర్థం. ఇది కార్డక్టర్ యొక్క కార్యక్షమ రెండో ప్రతిరోధాన్ని పెంచుతుంది.

స్కిన్ ఎఫెక్ట్ కార్డక్టర్ యొక్క కరెంట్ వహించే క్రాస్‌సెక్షనల్ వైశాల్యాన్ని తగ్గిస్తుంది, ఇది కరెంట్ నష్టాలను పెంచుతుంది మరియు కార్డక్టర్ యొక్క ఉష్ణతను పెంచుతుంది. స్కిన్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ యొక్క ప్రతిరోధాన్ని మార్చుతుంది, ఇది లైన్ యొక్క వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ విభజనను ప్రభావించుతుంది. స్కిన్ ఎఫెక్ట్ అధిక ఫ్రీక్వెన్సీలు, పెద్ద వ్యాసాలు, మరియు కమ్మిగా ఉన్న కార్డక్టర్లలో అధికంగా ఉంటుంది.

స్కిన్ ఎఫెక్ట్ DC వ్యవస్థలో జరుగదు, ఎందుకంటే కరెంట్ కార్డక్టర్ యొక్క క్రాస్‌సెక్షన్ మీద సమానంగా వహించుతుంది. కానీ, విద్యుత్ వ్యవస్థలో, విశేషంగా రేడియో మరియు మైక్రోవేవ్ వ్యవస్థలలో, స్కిన్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ల మరియు ఇతర కాంపొనెంట్ల డిజైన్ మరియు విశ్లేషణలో ప్రభావం ఉంటుంది.

ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లో స్కిన్ ఎఫెక్ట్ ఏం కారణం చేస్తుంది?

స్కిన్ ఎఫెక్ట్ AC కరెంట్ యొక్క చౌమ్మకీయ క్షేత్రం మరియు కార్డక్టర్ యొక్క చేరుకోవడం వలన జరుగుతుంది. కింది చిత్రంలో చూపించినట్లు, ఒక సిలిండ్రికల్ కార్డక్టర్ ద్వారా AC కరెంట్ వహించినప్పుడు, కార్డక్టర్ యొక్క చుట్టూ మరియు లోపలి భాగంలో చౌమ్మకీయ క్షేత్రం ఉంటుంది. ఈ చౌమ్మకీయ క్షేత్రం యొక్క దిశ మరియు పరిమాణం AC కరెంట్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు అమ్ప్లిట్యూడ్ అనుసారం మారుతుంది.

ఫారాడే లావ్ ప్రకారం, మారుతున్న చౌమ్మకీయ క్షేత్రం కార్డక్టర్లో విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ప్రవర్తిస్తుంది. ఈ విద్యుత్ క్షేత్రం, కార్డక్టర్లో వ్యతిరేక కరెంట్ను ప్రవర్తిస్తుంది, ఇది ఎడీ కరెంట్ అని పిలుస్తారు. ఈ ఎడీ కరెంట్లు కార్డక్టర్లో చుట్టూ విలీనం చేస్తాయి మరియు మూల AC కరెంట్ను వ్యతిరేకంగా ప్రవర్తిస్తాయి.

ఎడీ కరెంట్లు కార్డక్టర్ యొక్క కేంద్రం దగ్గర శక్తివంతమైనవి, ఇక్కడ వాటికి మూల AC కరెంట్తో ఎక్కువ చౌమ్మకీయ ఫ్లక్స్ లింకేజ్ ఉంటుంది. అందువలన, వాటి వ్యతిరేక విద్యుత్ క్షేత్రం ఎక్కువ ఉంటుంది మరియు కేంద్రంలో కరెంట్ ఘనత్వం తగ్గిపోతుంది. వ్యతిరేకంగా, కార్డక్టర్ యొక్క బాహ్యభాగంలో, ఇక్కడ మూల AC కరెంట్తో తక్కువ చౌమ్మకీయ ఫ్లక్స్ లింకేజ్ ఉంటుంది, ఇక్కడ ఎడీ కరెంట్లు తక్కువగా ఉంటాయి మరియు వ్యతిరేక విద్యుత్ క్షేత్రం తక్కువ ఉంటుంది. అందువలన, బాహ్యభాగంలో కరెంట్ ఘనత్వం ఎక్కువ ఉంటుంది.

ఈ ప్రభావం కార్డక్టర్ యొక్క క్రాస్‌సెక్షన్ మీద కరెంట్ అసమానంగా విస్తరించుతుంది, బాహ్యభాగంలో కరెంట్ కేంద్రం కంటే ఎక్కువ వహించుతుంది. ఇది ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లో స్కిన్ ఎఫెక్ట్ అని పిలుస్తారు.

ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లో స్కిన్ ఎఫెక్ట్ ఎలా ప్రమాణీకరించబడుతుంది?

ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లో స్కిన్ ఎఫెక్ట్ ప్రమాణీకరించడానికి ఒక పారామీటర్ ఉపయోగించవచ్చు, ఇది స్కిన్ డెప్త్ లేదా δ (డెల్టా) అని పిలుస్తారు. స్కిన్ డెప్త్ అనేది కార్డక్టర్ యొక్క బాహ్యభాగం నుండి కరెంట్ ఘనత్వం స్థిరంగా 1/e (సుమారు 37%) తగ్గుతుంది. చిన్న స్కిన్ డెప్త్ అయితే, స్కిన్ ఎఫెక్ట్ అధికంగా ఉంటుంది.

స్కిన్ డెప్త్ అనేక కారణాలపై ఆధారపడుతుంది, వాటిలో:

• AC కరెంట్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ: అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ అయితే చౌమ్మకీయ క్షేత్రంలో వేగంగా మార్పులు జరుగుతాయి మరియు ఎడీ కరెంట్లు శక్తివంతమైనవి. కాబట్టి, ఫ్రీక్వెన్సీ పెరిగినప్పుడు స్కిన్ డెప్త్ తగ్గుతుంది.

• కార్డక్టర్ యొక్క కార్డక్టివిటీ: అధిక కార్డక్టివిటీ అయితే ప్రతిరోధం తక్కువ ఉంటుంది మరియు ఎడీ కరెంట్లు సులభంగా వహించుతాయి. కాబట్టి, కార్డక్టివిటీ పెరిగినప్పుడు స్కిన్ డెప్త్ తగ్గుతుంది.

• కార్డక్టర్ యొక్క పెర్మియబిలిటీ: అధిక పెర్మియబిలిటీ అయితే చౌమ్మకీయ ఫ్లక్స్ లింకేజ్ మరియు ఎడీ కరెంట్లు శక్తివంతమైనవి. కాబట్టి, పెర్మియబిలిటీ పెరిగినప్పుడు స్కిన్ డెప్త్ తగ్గుతుంది.

• కార్డక్టర్ యొక్క ఆకారం: వివిధ ఆకారాలు వివిధ జ్యామితీయ కారణాలను ఉపయోగిస్తాయి, ఇవి చౌమ్మకీయ క్షేత్రం మరియు ఎడీ కరెంట్లను ప్రభావించుతాయి. కాబట్టి, వివిధ ఆకారాలు కార్డక్టర్లో స్కిన్ డెప్త్ వివిధంగా ఉంటాయి.

ఒక సర్కులర్ క్రాస్‌సెక్షన్ గల సిలిండ్రికల్ కార్డక్టర్ యొక్క