Elektrikte İletkenlerde Oluşan Deri Etkisi (Skin Effect) Nedir? Etki Eden Faktörler Nelerdir?

Elektrikte Deri Etkisi (Skin Effect)

Elektrik iletimi iletken malzemeler üzerinden geçerken gözümüzle göremediğimiz bazı olaylar ortaya çıkmaktadır. Bu olaylardan birisi de Deri Etkisi’dir.

Yüksek frekansta, tel merkezinde oluşan elektrik alanı nedeniyle elektronlar, tel yüzeyine yakın şekilde, tel boyunca yol almaktadırlar. Dolayısıyla gördükleri etkin direnç frekansla birlikte artmaktadır.
Deri etkisi; elektrik akımının iletkende homojen olarak dağılmaması ve elektrik akımının iletkenin dış yüzeyine doğru yoğunlaşması ve yaklaşması durumudur.

DC (Doğru Akım, DA) gerilimde iletkenden akan akım iletkende homojen olarak dağılır. Yani deri etkisi DC (Doğru Akım, DA) sistemlerde görülmez.

Deri etkisi sadece AC (Alternatif Akım, AA) sistemlerde görülür.

Deri etkisi frekans arttıkça artar. Bir başka deyişle frekans arttıkça akım iletkenin merkezinden uzaklaşarak dış yüzeyine daha fazla yaklaşır.

Yukarıdaki resimde görülebileceği gibi iletken kesitleri üzerinden incelendiğinde DC sistemlerde iletkenin tümünden akım akıyor. Düşük frekanslı AC sistemlerde iletkenin merkezinden akım akmıyor ve frekans arttıkça akım yoğunluğu iletken yüzeyine doğru artıyor ve iletkenin iç tarafından hiç akım akmıyor.

Deri Etkisine Etki Eden Faktörler

1- İletkenin Şekli
2- İletken malzemenin cinsi
3- İletkenin çapı
4- Sistemin frekansı

Deri Etkisinin Zararları

Deri etkisinde akım iletkenin dış yüzeyine doğru yoğunlaştığı için iletkenin tüm kesiti kullanılmaz.

Deri etkisinin bir sonucu olarak iletkenin akım taşıyan kesiti küçüldüğü için empedans artar ve sonuçta kayıpların artmasına neden olur.

Deri etkisi toplam kesit alanın dış tarafına yayıldığı için iletkenin direncini artırmaktadır. Frekans artıkça akım daha çok dış yüzeye gelir ve daha da belirginleşir.

Deri etkisinin önüne geçebilmek için yapılan hesaplamalarla bir iletkenin maksimum çapı belirlenir ve büyük akımlar için birbirinden izoleli küçük çaplı iletkenler birleştirilerek kablolar oluşturulur.

Bu iletken tellerin ortasın da çelik halat vardır. İletken bu şekil de daha sağlamlaşmış olur. Ortası çelik olan iletkenin kenarlarına ise alüminyum iletken sarılarak kullanılır.