表皮効果 — トラブルシューティングガイド

温度が上がると表皮深さも増える——熱連成解析が不可欠なわけ

表皮効果の解析でよくある「実機と合わない」問題の一因が温度依存性の無視だ。銅の電気抵抗率は20℃で1.72×10⁻⁸Ω·mだが、100℃では2.32×10⁻⁸Ω·mと35%も増加する。電気抵抗率が増えると表皮深さδ∝√(ρ/f)も大きくなり、電流分布が変わる。つまり「冷態で解析した電流集中パターン」と「定常運転中の温まった実機」では表皮効果の度合いが異なる。高周波大電流機器では電磁界解析と熱解析を連成させないと、温度予測も損失予測も外れる。トラブル時は「解析で温度の影響を考慮したか」を真っ先に確認したい。