Effetto pelle su materiali conduttori.
Descrizione particolareggiata delle unità adottate ed equivalenze.
Profondità di penetrazione:
mm, m
Frequenza:
Hz (Herz), kHz (Herz x 1.000), MHz (Herz x 1.000.000), GHz (Herz x 1.000.000.000).
Scale dei grafici:
Logaritmiche.
Lunghezza d'onda:
m = 299.79 / MHz.
Profondità di penetrazione (effetto pelle) per buoni conduttori percorsi da corrente alternata.
Conduttori.
Nei conduttori percorsi da correnti alternate il flusso di elettroni tende a concentrarsi
sulla periferia del conduttore, tale fenomeno (chiamato effetto pelle) é proporzionalmente
più accentuato con l'aumento della frequenza di lavoro.
Alle frequenze più basse 0 - 50 Hz con sezioni di poche decine di mm2 questo fenomeno può essere trascurato, quando però la sezione é elevata deve essere preso in considerazione anche a queste frequenze.
Per un conduttore che lavora a 50 Hz é assolutamente sconveniente superare i 15 mm di spessore o utilizzare profilati con perimetro limitato come le forme quadrate o peggio ancora tonde.
L'effetto pelle produce anche un altro effetto negativo, in special modo per quanto riguarda le frequenze oltre il MHz, da questa frequenza in poi diventa importantissima la composizione superficiale del conduttore, se questo é ossidato la resistenza ommica aumenta causando perdite elevate al circuito e dissipazioni di calore.
Precauzione importante é di proteggere le superfici con appositi rivestimenti che non consentano l'ossidazione.
Per frequenze ancora maggiori, proprio per sfruttare l'effetto pelle
vengono effettuate deposizioni di materiali nobili (esempio argento od oro) in modo da
avere la massima conducibilità nel punto di maggior concentrazione degli elettroni ed
evitare ossidazioni (caso dell'oro, l'ossido di argento é un conduttore).
In questi casi il nocciolo funge solo da supporto ed é quasi sempre tubolare, potrebbe
benissimo essere anche realizzato con materiali plastici.
Schermature.
I generatori di alta frequenza vengono sempre più utilizzati in molte applicazioni
industriali, uno degli inconvenienti di questo tipo di apparecchiature é la difficoltà
di mantenere le emissioni elettromagnetiche entro i limiti di legge.
Per attenuare il campo elettromagnetico, oltre ad altri accorgimenti, devono essere realizzate schermature adeguate, lo spessore delle schermature deve essere sufficiente per lo spettro di frequenze da attenuare, uno schermo troppo sottile irradia, vanificando tutto il lavoro di schermatura effettuato.
Grafici profondità media di penetrazione in relazione alla frequenza fondamentale (scala logaritmica).
