도체에 교류가 흐를때 도체가 굵어질수록 내부
인덕턴스가 증가하여[1] 역방향으로 흐를때 쉽게 바뀌지 않음으로 인해 전류는 도체의 표피에 몰려 흐르게되는데 이때의 현상을 표피효과라 한다.
이것은
와전류 손실에도 영향을 미치는데 도체가 굵어질수록 와전류도 도체 두께의 제곱에 비례하여 커지는데 표피효과는 주파수에 비례하여 커지는 성질이 있다. 이 때문에
교류발전시 만들어지는 큰 전력을 송수신하기 위한 설비에서 전선[2]을 얇게 여러 개를 묶어서 표면적을 넓게하여 보내기도 한다.
세로측에 표면의 전류밀도를 [math(1)]로 나타내고 가로측은 [math(x/\Delta)]로 표면으로 부터 깊이, 길이를 나타낸 것이며, 여기서 [math(\Delta)]는 전류 침투 깊이(Penetration Depth)로서 표면의 전류 값의 [math(e^{-1}\simeq 0.37)]으로 표면의 전류 값의 [math(37 \, \%)]까지 전류가 감소하는 깊이인 것이다.
결론적으로 도체의 표면에서 멀어질수록 전류밀도는 감소하게 됨을 알수있다.
[1]
즉 도체 내부가 일종의
자석이 된다고 하면 이해가 쉽다. 도선 자체의 자기장으로 인해 전류방향이 쉽게 바뀌지 않는것을 극대화 하는 소자가 바로 인덕터이다
[2]
교류송전에서는 여러 선을 묶어서 만든 전선인
연선을 사용해 전력을 송신하는데, 교류로 인해 발생하는 표피효과로 대부분의 전류가 바깥쪽을 따라서 흐르기 때문에 도선 안쪽은 강철과 같이 튼튼한 금속으로 만들기도 한다. 이를 ACSR선이라고 한다.