矩形横截面导体内衰减振荡电流脉冲的趋肤效应

来源：浙江大学学报·工学版杂志2016年第4期北京时间：

作者：潘龙, 陶定峰, 何闻, 顾邦平

单位：1. 浙江大学 浙江省先进制造技术重点实验室,浙江 杭州 310027;2. 浙江大学 流体动力与机电系统国家重点实验室,浙江 杭州 310027; 3. 国网浙江省电力公司电力科学研究院,浙江 杭州310014

摘要：为了优化设计导通电流脉冲的工件以及制定电流脉冲处理材料的工艺方案,研究电流脉冲通过时电流密度、电磁场等物理量在导体内部的分布情况.根据Maxwell方程组,推导出振荡衰减电流脉冲通过矩形截面金属导体时,电场强度、电流密度、磁感应强度、电磁能密度和Maxwell应力张量在横截面分布的解析解.以电容放电通过碳钢板状试样为例,计算相关物理量的分布情况.结果表明,电流、电磁场的分布存在明显的趋肤效应,表面处的数值远远大于心部,主要分布在距离表面深度不大于趋肤深度的表层区域.电场强度、电流密度、磁感应强度、电磁能密度和Maxwell应力张量都呈现出振荡衰减的变化趋势.通过电流脉冲对45碳钢横截面碳原子作用的不均匀现象验证了趋肤效应的存在.

关键词：

基金资助：航空科学基金资助项目(20140876003)；国家自然科学基金创新研究群体资助项目(51221004)；国家自然科学基金资助项目(50675200).