4 邻近效应与线圈层数的关系

以EE型磁芯为例阐述邻近效应与线圈层数的关系。如图4所示，磁芯为EE型，其初级绕组有3层。每层都可当作独立的薄片，流过的电流I=NT(t)。其中，N是每层绕组的匝数，I(t)为每匝流过的电流。

沿着图4中的abcd环进行线性积分，可得到路径bcda上的磁阻（磁场阻抗的模拟值）。这个阻值很低，相当于具有高磁导率的铁氧体材料沿着该途径的磁阻。因此，所有的磁场强度都处于路径ab上。路径ab位于薄片1和薄片2之间。薄片1左侧面的磁场强度为零。由于表面磁场强度的存在导致了表层电流的产生，所以薄片1上所有电流I都只流过薄片右侧面，方向如图中+号所示（也可从图中的原点看出），而左侧面没有电流流过。

现在来看薄片2上的电流。邻近效应将产生涡流，涡流流过薄片的左侧面和右侧面，厚度等于该频率下的集肤效应，但是这个厚度不会超过薄片1右侧面的集肤深度，也不会超过薄片2左侧面的集肤深度。

沿着薄片12的中心线构成的闭环对H dl进行积分。由于该平面上的磁场强度为零，所以根据安培定则，该平面上包围的电流也为零。既然流过薄片1右侧面的电流为1A，那么流过薄片2左侧面的电流必定也为1A，方向以“-”表示 。

同样，薄片3左侧面的电流为-2A，右侧面的电流为+3A??。

因此，从以上分析可以推断出，邻近效应产生的涡流的大小随着线圈层数的增加而按指数规律递增。

5 Dowell曲线中的邻近效应和交/直流阻抗比

我们知道，Dowell分析邻近效应比较经典，下面我们分析Dowell曲线，它描述了交/直流阻抗比与系数h√F1/Δ的关系。式中，h为圆导线的有效高度，h=0.866d；Δ为集肤深度，F1为铜层系数，F1=N1d/w（N1为每层匝数，w为绕组层宽度，d为绕组直径）。对于薄片来说，F1=1。

图中给出了一系列不同p值下的比值，p是指各部分所含的线圈层数。这里的部分定义为低频磁通势(∮Hdl=0.4*3.14*NL)从零变化到峰值之间的区域。

假设初级和次级都为多层绕组，初级位于骨架最里面，次级位于其上。现在向外移动其他层（最低层的初级不动），则磁通势会线性增加。由于这个线性积分值与绕组层离最低层初级的距离成正比，所以距离越远，其包围的匝数越多。因此在初/次级表面, ∮Hdl已经达到最大值，并开始线性下降。在传统的变压器中，次级安匝数往往与初级安匝数同步，但方向相反。即如果初级电流是流进的，则次级电流必定是流出的。当对最后一层次级进行线性积分时，∮Hdl已经降为零。即次级所有安匝数抵消了初级安匝数。

因此，部分就是指磁场强度从零到峰值的区域。此时，磁通势从零到峰值区域内的绕组层数仅为1，对同样的h√F1/Δ值，每部分Rac/Rdc的比值仅为4。即无论是初级还是次级，其交流阻抗只有直流阻抗的4倍。

在选择初级线径或者次级铜片厚度时。图5是很有价值的。这里的电流密度不是先前的500圆密耳有效值安培。因为先前的值通常会导致高频时，h/Δ值很大，从图5可以看出，即Rac/Rdc很大。

经常选择直径较小的绕线或厚度较小的铜片，以使h√F1/Δ不超过预定范围。这样会增加Rdc值，但由于Rac/Rdc减小了，Rac也会减小，从而减小了铜损。

值得注意的是，在反激电路中，初级电流和次级电流不是同步的。因此，将初/次级级绕组交错排列时不会产生邻近效应，只需根据“500圆密耳每有效值安培”规则采用更少的层数并应用质量更好的绕线就可以了。因为虽然此时直流阻抗增加了，但从图5可见，Rac/Rdc减小了。