Efecto piel en un conductor 2D

Question

Sabemos que el efecto piel es la tendencia de la corriente a fluir principalmente cerca de la superficie de un conductor que ocurre cuando éste es conducido por una corriente variable en el tiempo. Esta situación suele explicarse en el caso de un conductor cilíndrico, como el que se muestra en la siguiente imagen de la izquierda.

Pero en algunas situaciones, nuestro conductor es tan fino que se puede aproximar como una lámina (2D), por ejemplo en el caso de líneas de banda, parches, etc. Consideremos una lámina rectangular como la que se muestra en la imagen del centro. Como es una lámina, no tiene (idealmente) sección transversal. ¿La corriente alterna fluirá uniformemente a lo largo de toda la superficie de la lámina, o en este caso la piel significa que la corriente alterna fluirá en los bordes de la lámina (que son segmentos)?

Yo diría que la corriente fluirá uniformemente por toda la superficie de la lámina. Pero alguien me dijo que en este caso, la corriente en los bordes es más importante.

Imagen tomada de aquí .

Answer 1

Sí, como sugieres, la densidad de corriente del borde es mayor que la del centro de la lámina.

El efecto piel procede del campo magnético que genera una corriente, y que incide sobre el material conductor adyacente. Los materiales conductores suelen ser diamagnéticos (resisten la penetración del campo magnético) y a altas frecuencias de corriente alterna, son muy diamagnéticos.

El campo magnético generado por una corriente en el borde de la lámina sólo incide en metal adyacente en UN LADO de la corriente, mientras que el campo magnético generado por una corriente en el centro de la lámina incide en dos lados. Esto disminuye la corriente en el centro de la lámina porque el campo magnético genera una fuerza electromotriz opuesta. opuesta. No es tan simple como una situación de "profundidad de piel", porque el efecto altamente simétrico en un conductor cilíndrico se puede aproximar fácilmente, mientras que la tira de papel de aluminio no tiene tal simetría.