표피현상이란?

도체에 교류전류가 흐를때 도체의 중심부에는 전류밀도가 낮아지게 되며 따라서 대부분의 전류는 도체의표면에 집중
되어 흐르게 되는데 이런 현상을 표피현상이라한다. 이 현상은 도체의 중심부 일수록 쇄교 자속수가 많아져 인덕턴스가 커지면서 그로 인해 교류전류가 흐르기 어렵기 때문에 일어난다.

표피현상은 주파수와 재료에 의해 결정되며 이들 상호 관계식은 위과 같다.
여기서 P를 침투깊이(Penetration Depth)라하며 이는 표면으로부터 P까지에 90%의 전력이 집중되는 깊이를 말한다. 그러므로 도체 표면부터 이 깊이까지 모든 전류가 흐른다고 보아도 크게 틀리지는 않는 다. 또한 재료 HS도가 변하면 저항률이
변화하므로 동일 재료라도 온도에 따라 침투 깊이는 차이가 나게 된다. 고주파 가열을 타 연료 가열장치와 비교한다면 가장 큰 특징이 바로 이 표피효과를 이용 한 것으로 예를 들어 금속의 표면열처리나 금속 접합 등이 모두 여기에 해당한다.

그림 1-4는 균일한 크기의 금속봉에 유기되는 와전류발생분포를 알기 쉽게 그래프화 한것으로 이를 예로 들어보면 표면에
흐르는 전류(혹은 자속밀도)를 100이라 할때 표면으로부터 재료의 1/8되는 곳 이 반이 되고 1/4이 되는 곳은 12정도로 중심에는 거의 전류가 흐르지 않고 있음을 보여준다. 그러므로 고주파 전력을 담금질이나 기타 열로 이용하고자 할때 재료에 따른 주파수의 선정은 매우 중요한 것이 된다.