表皮効果の原理について

表皮効果の原理について教えて下さい。

なぜ導体表面のみが高周波電流を流すことが出来て
導体内部では出来なくなるのでしょうか？
これは何が関係しているのでしょうか？

これって導体内部が穴だらけのすかすかの導線を使えば
高周波をうまく流すことが出来るということなのでしょうか？

No.2 回答者： anachrockt 回答日時： 2008/07/16 20:23

ANo.1の回答通りですが，式で求めたいならここを参照してください．

http://oshiete.eibi.co.jp/qa4148037.html

No.1 ベストアンサー 回答者： tance 回答日時： 2008/07/16 19:46

導体を電流が流れると磁界が生じます。

電流が交流だと交流磁界が
生じますが、これは導線の中にも存在します。そして、交流磁界は
導線の中に起電力を生じますが、この起電力は電流の変化を妨げる
方向に生じます。

もっとはっきり言うと、自分が出した磁界で、自分自身（電流）が
流れにくくなるのです。（自己インダクタンスも参照してください）

導体の表面は磁束との交差が一番少ないので一番流れやすい場所なのです。
（導体の中心は導体全部が出した磁界とリンクしますが、表面はそれより
内側の磁束とはリンクしません）

導体内部がすかすかの導体を使うと、ムクよりよく流れるかというと
そうではありません。ただ、電流を流すのに寄与していない部分は
なくても良い、という考え方です。中心だって全然寄与していないわけ
ではないのですが、寄与率が低いので切り捨てられるのです。
（切り捨てた割には流れにくくならない）

むしろ、細い線を束ねたものがよく使われます。線どうしは絶縁して
あります。高周波は１本1本の表面を流れますが、多数あるので真ん中
の方でもちゃんと流れます。リッツ線と言いますが、これは近接効果
も関係しています。

表皮効果は高周波だけの現象ではありません。低周波では起きない
現象だと勘違いしている人もいるようなのでご注意ください。

たとえば、送電線は50Hzか60Hzを流しますが、この周波数での表皮
深さは約10mmです。なので、直径20mm以上の太い線を張るのは効率が
よくありません。

そこで、中心には電気を流す必要がないからスチールの丈夫なワイヤを
配置して、周囲をアルミや銅で覆うという構造の線が使われます。

表皮効果を完全に理解するのは結構大変ですよ。