電気通信主任技術者 電気通信工学の基礎 練習問題 第7問: 導体に交流電流を流したときの表皮効果に関する記述として、正しいものはどれか。ただし、導体は一様な材料でできた円柱状のものとする。

「周波数を 4 倍にすると、表皮の深さは 1/2 倍になる。」が正しい記述です。交流では導体の内部に生じる誘導起電力が中心付近の電流を妨げるため、電流は表面近くに集まります。

電流の流れる深さの目安である表皮の深さは δ＝√(2/(ωμσ)) (ω＝2πf) で、周波数の平方根に反比例するので、周波数を 4 倍にすると深さは 1/√4＝1/2 倍になります。電流の通る断面が実質的に狭くなるので、交流に対する抵抗は直流より大きくなり、小さくはなりません。

導電率 σ は分母にあるので、導電率の大きい導体ほど表皮の深さは浅くなります。透磁率 μ も分母にあり、鉄のように透磁率の大きい導体ほど浅くなるので、透磁率によらないという記述も誤りです。

「f・μ・σ が大きいほど浅い」と式の分母で覚えましょう。