集ji膚fu效xiao應ying使shi電dian流liu隻zhi流liu經jing繞rao線xian外wai層ceng極ji薄bo的de部bu分fen，這zhe部bu分fen的de厚hou度du與yu頻pin率lv的de平ping方fang根gen成cheng反fan比bi。因yin此ci，頻pin率lv越yue高gao，繞rao線xian損sun失shi的de固gu態tai麵mian積ji就jiu越yue多duo，增zeng加jia了le交jiao流liu阻zu抗kang從cong而er增zeng大da了le銅tong損sun。鄰lin近jin效xiao應ying引yin起qi的de銅tong損sun比bi集ji膚fu效xiao應ying大da得de多duo。多duo層ceng繞rao組zu的de鄰lin近jin效xiao應ying損sun耗hao是shi相xiang當dang大da的de
，部bu分fen原yuan因yin是shi感gan應ying的de渦wo流liu迫po使shi靜jing電dian流liu隻zhi流liu經jing銅tong線xian截jie麵mian的de一yi小xiao部bu分fen
，增zeng加jia了le銅tong線xian的de阻zu抗kang。最zui嚴yan重zhong的de是shi鄰lin近jin效xiao應ying感gan應ying的de渦wo流liu是shi原yuan來lai流liu經jing繞rao組zu或huo繞rao組zu層ceng的de淨jing電dian流liu幅fu值zhi的de很hen多duo倍bei
，下xia麵mian將jiang作zuo定ding量liang分fen析xi。

相鄰導線流(liu)過(guo)電(dian)流(liu)時(shi)會(hui)產(chan)生(sheng)可(ke)變(bian)磁(ci)場(chang)，從(cong)而(er)形(xing)成(cheng)鄰(lin)近(jin)效(xiao)應(ying)
，如(ru)果(guo)是(shi)屬(shu)於(yu)線(xian)圈(quan)層(ceng)間(jian)的(de)鄰(lin)近(jin)效(xiao)應(ying)，則(ze)其(qi)危(wei)害(hai)性(xing)更(geng)大(da)。鄰(lin)近(jin)效(xiao)應(ying)比(bi)集(ji)膚(fu)效(xiao)應(ying)更(geng)嚴(yan)重(zhong)，因(yin)為(wei)集(ji)膚(fu)效(xiao)應(ying)隻(zhi)是(shi)將(jiang)繞(rao)線(xian)導(dao)電(dian)麵(mian)積(ji)限(xian)製(zhi)在(zai)表(biao)麵(mian)的(de)一(yi)小(xiao)部(bu)分(fen)，增(zeng)加(jia)了(le)銅(tong)損(sun)。它(ta)沒(mei)有(you)改(gai)變(bian)電(dian)流(liu)幅(fu)值(zhi)，隻(zhi)是(shi)改(gai)變(bian)了(le)繞(rao)線(xian)表(biao)麵(mian)的(de)電(dian)流(liu)密(mi)度(du)。但(dan)相(xiang)對(dui)來(lai)看(kan)，鄰(lin)近(jin)效(xiao)應(ying)中(zhong)的(de)渦(wo)流(liu)是(shi)由(you)相(xiang)鄰(lin)線(xian)圈(quan)層(ceng)電(dian)流(liu)的(de)可(ke)變(bian)磁(ci)場(chang)引(yin)起(qi)的(de)
，且(qie)渦(wo)流(liu)的(de)大(da)小(xiao)隨(sui)線(xian)圈(quan)層(ceng)數(shu)的(de)增(zeng)加(jia)按(an)指(zhi)數(shu)規(gui)律(lv)遞(di)增(zeng)。

鄰近效應產生的原理

鄰近效應的形成如圖1所示。在兩個平行導體中分別有電流流過
，電流方向相反（AA’和BB’）。為(wei)了(le)簡(jian)化(hua)分(fen)析(xi)
，假(jia)設(she)圖(tu)中(zhong)的(de)兩(liang)個(ge)導(dao)體(ti)的(de)橫(heng)截(jie)麵(mian)為(wei)很(hen)窄(zhai)的(de)矩(ju)形(xing)，距(ju)離(li)較(jiao)近(jin)，且(qie)導(dao)體(ti)可(ke)能(neng)是(shi)兩(liang)個(ge)圓(yuan)導(dao)線(xian)也(ye)可(ke)能(neng)是(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)線(xian)圈(quan)中(zhong)兩(liang)個(ge)緊(jin)密(mi)相(xiang)鄰(lin)的(de)導(dao)線(xian)層(ceng)。

圖1：鄰近效應形成原理圖

位於下麵的導體被包圍在磁場中
，磁力線從其側麵1234穿出後進入上麵導體的側麵，然後從對麵穿出，最後又往下回到下麵導體。根據弗萊明右手定則，磁場的方向是進入上麵導體側麵5678的方向。根據法拉第定律，穿過平麵5678的de可ke變bian磁ci場chang將jiang在zai位wei於yu該gai平ping麵mian的de任ren何he導dao體ti上shang感gan應ying出chu電dian壓ya。由you楞leng次ci定ding律lv可ke得de

，感gan應ying電dian壓ya的de方fang向xiang應ying為wei該gai電dian壓ya產chan生sheng的de電dian流liu形xing成cheng的de磁ci場chang能neng抵di消xiao原yuan來lai產chan生sheng該gai感gan生sheng電dian流liu的de磁ci場chang。因yin此ci
，平ping麵mian5678上的電流方向應是逆時針的。在平麵的下層
，電流方向（7到8）與上導體的主電流方向（B到B’）相同，有增強主電流的趨勢
；而在平麵的上層，電流的方向（5到6）與主電流相反

，有減弱主電流的趨勢
，這個現象會發生在任何經過導體且與平麵5678平行的平麵上。

這樣導致的後果是
，沿著上導體的下表麵有渦流徑向流過，方向是從7到8，然ran後hou它ta會hui沿yan著zhe導dao體ti上shang表biao麵mian返fan回hui。但dan在zai上shang表biao麵mian，渦wo流liu被bei主zhu電dian流liu抵di消xiao了le。下xia導dao體ti的de情qing形xing與yu此ci相xiang似si
，在zai下xia導dao體ti的de上shang表biao麵mian有you渦wo流liu徑jing向xiang流liu過guo
，該gai渦wo流liu增zeng強qiang了le上shang表biao麵mian流liu過guo的de主zhu電dian流liu
，但dan在zai導dao體ti的de下xia表biao麵mian，由you於yu渦wo流liu與yu主zhu電dian流liu方fang向xiang相xiang反fan，渦wo流liu被bei主zhu電dian流liu抵di消xiao了le。

因此，兩個導體上的電流被限製在兩者接觸麵表層的一小部分上，與集膚效應一樣，表層的厚度與頻率有關。

鄰近效應的定量分析

電(dian)流(liu)平(ping)行(xing)流(liu)過(guo)變(bian)壓(ya)器(qi)每(mei)層(ceng)線(xian)圈(quan)繞(rao)組(zu)的(de)每(mei)根(gen)繞(rao)線(xian)。這(zhe)些(xie)電(dian)流(liu)可(ke)以(yi)被(bei)看(kan)成(cheng)是(shi)流(liu)過(guo)一(yi)塊(kuai)很(hen)薄(bo)的(de)矩(ju)形(xing)薄(bo)片(pian)
，薄(bo)片(pian)的(de)厚(hou)度(du)等(deng)於(yu)繞(rao)線(xian)的(de)直(zhi)徑(jing)
，寬(kuan)度(du)等(deng)於(yu)骨(gu)架(jia)的(de)寬(kuan)度(du)。因(yin)此(ci)感(gan)應(ying)渦(wo)流(liu)流(liu)過(guo)整(zheng)個(ge)繞(rao)組(zu)
，與(yu)相(xiang)鄰(lin)平(ping)導(dao)體(ti)的(de)臨(lin)近(jin)效(xiao)應(ying)一(yi)樣(yang)

，這(zhe)些(xie)渦(wo)流(liu)將(jiang)被(bei)限(xian)製(zhi)在(zai)線(xian)圈(quan)層(ceng)間(jian)接(jie)觸(chu)麵(mian)的(de)表(biao)麵(mian)上(shang)。渦(wo)流(liu)的(de)大(da)小(xiao)會(hui)隨(sui)著(zhe)層(ceng)數(shu)的(de)增(zeng)加(jia)而(er)按(an)指(zhi)數(shu)規(gui)律(lv)遞(di)增(zeng)，因(yin)此(ci)
，臨(lin)近(jin)效(xiao)應(ying)比(bi)集(ji)膚(fu)效(xiao)應(ying)要(yao)嚴(yan)重(zhong)的(de)多(duo)。

圖2：鄰近效應示意圖

如果兩導體相距w很近（圖2）
，鄰近效應使得電流在相鄰內側表麵流通，磁場集中在兩導線間，導線的外側
，既沒有電流

，也沒有磁場－合成磁場為零，沒有磁場地方不存儲能量，能量主要存儲在導線之間。

比較圖3 幾種導線的排列可以看到，由於鄰近效應
，電流集中在導線之間穿透深度的邊緣上，b越小
，表麵間的磁場強度越強。如兩導線距離w相同

、兩導線電流數值相等，圖3(a)導線寬度比圖3(c)寬，根據式(2)可見
，導線間存儲的能量與導線的寬度成反比。所以圖3(c)比圖3(a)存儲更多的能量

，導線電感也更大。鄰近效應使圖3(c)導線有效截麵積減少最為嚴重，損耗最大。為減少分布電感

，圖3(a)最好，圖3(b)次之，圖3(c)最(zui)差(cha)。因(yin)此(ci)，在(zai)布(bu)置(zhi)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)導(dao)線(xian)時(shi)，流(liu)過(guo)高(gao)頻(pin)電(dian)流(liu)的(de)導(dao)線(xian)與(yu)回(hui)流(liu)導(dao)線(xian)上(shang)下(xia)層(ceng)最(zui)好(hao)。平(ping)行(xing)靠(kao)近(jin)放(fang)置(zhi)在(zai)同(tong)一(yi)層(ceng)最(zui)差(cha)，即(ji)使(shi)導(dao)線(xian)很(hen)寬(kuan)，實(shi)際(ji)上(shang)僅(jin)在(zai)導(dao)線(xian)靠(kao)近(jin)的(de)邊(bian)緣(yuan)有(you)高(gao)頻(pin)電(dian)流(liu)流(liu)通(tong)，損(sun)耗(hao)很(hen)大(da)，而(er)且(qie)層(ceng)的(de)厚(hou)度(du)不(bu)應(ying)當(dang)超(chao)過(guo)穿(chuan)透(tou)深(shen)度(du)。

圖3：矩形導線不同放置

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鄰近效應與線圈層數的關係

以EE型磁芯為例闡述鄰近效應與線圈層數的關係。如圖4所示，磁芯為EE型
，其初級繞組有3層。每層都可當作獨立的薄片，流過的電流I=NT(t)。其中，N是每層繞組的匝數，I(t)為每匝流過的電流。

圖4：多層線圈表麵渦流

沿著圖4中的abcd環進行線性積分，可得到路徑bcda上的磁阻（磁場阻抗的模擬值）。這個阻值很低，相當於具有高磁導率的鐵氧體材料沿著該途徑的磁阻。因此，所有的磁場強度都處於路徑ab上。路徑ab位於薄片1和薄片2之間。薄片1左側麵的磁場強度為零。由於表麵磁場強度的存在導致了表層電流的產生，所以薄片1上所有電流I都隻流過薄片右側麵，方向如圖中+號所示（也可從圖中的原點看出）

，而左側麵沒有電流流過。

現在來看薄片2上的電流。鄰近效應將產生渦流
，渦流流過薄片的左側麵和右側麵
，厚度等於該頻率下的集膚效應，但是這個厚度不會超過薄片1右側麵的集膚深度，也不會超過薄片2左側麵的集膚深度。

沿著薄片12的中心線構成的閉環對H dl進行積分。由於該平麵上的磁場強度為零
，所以根據安培定則
，該平麵上包圍的電流也為零。既然流過薄片1右側麵的電流為1A，那麼流過薄片2左側麵的電流必定也為1A，方向以“-”表示 。

同樣，薄片3左側麵的電流為-2A，右側麵的電流為+3A? 。

因此，從以上分析可以推斷出，鄰近效應產生的渦流的大小隨著線圈層數的增加而按指數規律遞增。

Dowell曲線中的鄰近效應和交/直流阻抗比

我們知道，Dowell分析鄰近效應比較經典，下麵我們分析Dowell曲線，它描述了交/直流阻抗比與係數h√F1/Δ的關係。式中，h為圓導線的有效高度，h=0.866d；Δ為集膚深度，F1為銅層係數
，F1=N1d/w（N1為每層匝數，w為繞組層寬度

，d為繞組直徑）。對於薄片來說，F1=1。

圖中給出了一係列不同p值下的比值，p是指各部分所含的線圈層數。這裏的部分定義為低頻磁通勢(∮Hdl=0.4*3.14*NL)從零變化到峰值之間的區域。

假設初級和次級都為多層繞組
，初級位於骨架最裏麵，次級位於其上。現在向外移動其他層（最低層的初級不動），則磁通勢會線性增加。由於這個線性積分值與繞組層離最低層初級的距離成正比，所以距離越遠，其包圍的匝數越多。因此在初/次級表麵, ∮Hdlyijingdadaozuidazhi，bingkaishixianxingxiajiang。zaichuantongdebianyaqizhong，cijianzashuwangwangyuchujianzashutongbu，danfangxiangxiangfan。jiruguochujidianliushiliujinde，zecijidianliubidingshiliuchude。dangduizuihouyicengcijijinxingxianxingjifenshi，∮Hdl已經降為零。即次級所有安匝數抵消了初級安匝數。

因此
，部分就是指磁場強度從零到峰值的區域。此時


，磁通勢從零到峰值區域內的繞組層數僅為1，對同樣的h√F1/Δ值
，每部分Rac/Rdc的比值僅為4。即無論是初級還是次級，其交流阻抗隻有直流阻抗的4倍。

在選擇初級線徑或者次級銅片厚度時。圖5是很有價值的。這裏的電流密度不是先前的500圓密耳有效值安培。因為先前的值通常會導致高頻時
，h/Δ值很大，從圖5可以看出
，即Rac/Rdc很大。

經常選擇直徑較小的繞線或厚度較小的銅片，以使h√F1/Δ不超過預定範圍。這樣會增加Rdc值
，但由於Rac/Rdc減小了
，Rac也會減小
，從而減小了銅損。

圖5：鄰近效應產生的交直流阻抗比

值得注意的是，在反激電路中，初級電流和次級電流不是同步的。因此，將初/次級級繞組交錯排列時不會產生鄰近效應，隻需根據“500圓密耳每有效值安培”規則采用更少的層數並應用質量更好的繞線就可以了。因為雖然此時直流阻抗增加了，但從圖5可見
，Rac/Rdc減小了。