- O que é o efeito pelicular ou efeito skin? Qual seu efeito na resistividade de um determinado condutor?
Passo 1
O enunciado pede para explicar o que é o efeito pelicular (skin effect) e como ele altera a resistência (ou resistividade aparente) de um condutor em corrente alternada. Para isso vamos recorrer a conceitos de eletromagnetismo aplicado a condutores: distribuição de densidade de corrente, profundidade de penetração e como isso reduz a área útil de condução.
Passo 2
O efeito pelicular é um fenômeno que ocorre quando se faz circular corrente alternada em um condutor. A variação do campo magnético induz correntes de Foucault no interior do condutor que fazem a corrente principal se concentrar nas camadas mais próximas da superfície. Logo, a densidade de corrente
é máxima próximo à superfície e decai exponencialmente para o interior, de modo que pouca corrente flui no núcleo do condutor.
Passo 3
Do balanço entre a equação de Maxwell–Faraday e a lei de Ohm local, obtém-se a profundidade de penetração (skin depth)
onde
é a frequência angular da corrente,
é a permeabilidade magnética do meio e
a condutividade elétrica do material. Essa profundidade
indica até que distância da superfície a corrente efetivamente penetra.
Passo 4
Como a corrente circula apenas em uma camada de espessura
, a área efetiva de condução é aproximadamente
em que
é o perímetro da seção transversal do condutor. Comparada à área total
, isso faz a resistência em AC crescer de
Como
diminui quando
aumenta, a resistência aparente (e portanto a “resistividade aparente”) do condutor aumenta com a frequência.
Resposta
O efeito pelicular faz com que a corrente em AC fique confinada em uma camada de espessura
junto à superfície do condutor. Como só essa camada conduz, a área útil diminui e a resistência (resistividade aparente) do condutor aumenta quando a frequência cresce.