표피 효과(Skin Effect)란 무엇인가?

출처 : wiki

표피 효과(Skin Effect)란 무엇인가?

표피 효과란 고주파 교류 전류가 전선에 흐를 때, 외곽으로만 전류가 흐르는 현상을 의미합니다. 갑자기 여러가지 어려운 단어가 등장해서, 어려울 것 같은데요. 하나하나 알아봅시다.

 

교류 전류란?

우선 전류의 종류에는 직류와 교류가 있습니다. 직류는 전류의 방향이 일정한 전류이고, 교류는 전류의 방향이 지속적으로 변화하는 전류입니다. 보통 직류 전원과 교류 전원을 이야기 할 때, 물의 흐름에 빗대어서 표현하면 이해하기 쉽습니다. 직류 전원은 강의 흐름과 유사합니다. 상류에서 물이 지속적으로 흘러 하류로 물이 흐르는 것이 직류 전원의 흐름과 유사합니다.

 

교류 전원은 바닷가의 모래 사장의 바닷물의 흐름과 유사합니다. 파도가 들어왔다 나갔다하는 것은 교류 전원의 흐름에 꼭 들어 맞습니다. 정리하자면, 교류 전류는 지속적으로 전류의 방향이 변화하는 전류를 의미합니다.

 

주파수란?

주파수란 교류 전원의 변화 방향이 1초에 몇 번 주기를 반복하는지를 나타내는 단위입니다. 위의 그림에서 전류의 방향은 지속적으로 바뀌는데요. 주기는 같은 높이의 지점에 도달하는 시간입니다. 보통 우리나라에서는 가정용으로 220V, 60Hz의 전원을 사용하고 있습니다. 60Hz는 1초에 60번 방향이 바뀌는 것을 의미합니다.

 

고주파란?

고주파는 주파수가 많다는 것을 의미하는데요. 높은 주파수를 가진다는 것은 교류 전원이 그 만큼 빨리 방향을 바꾼다는 것을 의미합니다. 반대로 저주파는 느리게 방향을 바꾼다는 것을 의미하겠죠.

 

특히 이렇게 고주파에서는 앞서 알아본 표피효과가 크게 발생합니다. 방향이 바뀌면서 발생한 자력 때문에 외곽쪽으로만 전류가 흐르기 때문입니다.