Apa itu Efek Kulit (Skin Effect)?
Distribusi arus listrik yang tidak seragam pada permukaan atau kulit konduktor yang dialiri AC disebut efek kulit.
Dengan kata lain, konsentrasi muatan lebih dekat permukaan dibandingkan dengan inti konduktor. Resistansi ohmik konduktor meningkat karena konsentrasi arus pada permukaan konduktor.
Efek kulit meningkat dengan meningkatnya frekuensi. Pada frekuensi rendah, seperti 50Hz, ada sedikit peningkatan rapat arus di dekat permukaan konduktor, tetapi, pada frekuensi tinggi, seperti frekuensi radio, hampir seluruh arus mengalir pada permukaan konduktor.
Jika arus d.c (frekuensi = 0) dilewatkan dalam sebuah konduktor, arus didistribusikan secara merata di seluruh penampang konduktor.
Mengapa Efek Kulit Terjadi?
Mari kita pertimbangkan konduktor terdiri dari sejumlah silinder konsentris. Ketika a.c dilewatkan dalam konduktor, fluks magnet menginduksi di dalamnya. Fluks magnet yang menghubungkan elemen silinder di dekat pusat lebih besar daripada yang menghubungkan elemen silinder lain di dekat permukaan konduktor.
Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa elemen silinder pusat dikelilingi oleh fluks internal dan eksternal, sedangkan elemen silinder eksternal hanya dikelilingi oleh fluks eksternal.
Induktansi diri dalam elemen silinder dalam lebih banyak dan, oleh karena itu, akan menawarkan reaktansi induktif yang lebih besar daripada elemen silinder luar. Perbedaan reaktansi induktif ini memberikan kecenderungan arus untuk terkonsentrasi ke arah permukaan atau kulit konduktor.
Rapat arus maksimum pada permukaan konduktor dan minimum pada pusat konduktor. Efeknya setara dengan pengurangan luas penampang konduktor dan, oleh karena itu, resistansi efektif konduktor meningkat.
Faktor yang mempengaruhi efek kulit
- Frekuensi – Efek kulit meningkat dengan meningkatnya frekuensi.
- Diameter – Ini meningkat dengan bertambahnya diameter konduktor.
- Bentuk konduktor – Efek kulit lebih banyak pada konduktor padat dan lebih sedikit pada konduktor beruntai karena luas permukaan konduktor padat lebih banyak.
- Jenis bahan – Efek kulit meningkat dengan meningkatnya permeabilitas bahan (Permeabilitas adalah kemampuan bahan untuk mendukung pembentukan medan magnet).
Poin-untuk-diingat
- Efek Skin dapat diabaikan jika frekuensinya kurang dari 50Hz dan diameter konduktor kurang dari 1cm.
- Dalam konduktor terdampar seperti ACSR (Aluminium Conductor Steel Reinforced) arus mengalir sebagian besar di lapisan luar yang terbuat dari aluminium, sedangkan baja di dekat pusat tidak membawa arus dan memberikan kekuatan tarik tinggi ke konduktor. Konsentrasi arus di dekat permukaan memungkinkan penggunaan konduktor ACSR.
