集肤效应
百科名片
集肤效应又叫趋肤效应,当交变电流通过导体时,电流将集中在导体表面流过,这种现象叫集肤效应。是电流或电压以频率较高的电子在导体中传导时,会聚集于总导体表层,而非平均分布于整个导体的截面积中。
目录
率在导体中传导时，会聚集于导体表层，而非平均分布于整个导体的截面积中。频率越高，趋肤效用越显著。
编辑本段原理
因为当导线流过交变电流时，根据楞次定律会在导线内部产生涡流,与导线中心电流方向相反,。由于导线中心较导线表面的磁链大，在导线中心处产生的电动势就比在导线表面附近处产生的电动势大。这样作用的结果，电流在表面流动，中心则无电流，这种由导线本身电流产生之磁场使导线电流在表面流动。
集肤效应是电磁学，涡流学（涡旋电流）的术语。这种现象是由通电铁磁性材料，靠近未通电的铁磁性材料，在未通电的铁磁性材料表面产生方向相反的磁场，有了磁场就会产生切割磁力线的电流，这个电流就是所谓的涡旋电流，这个现象就是集肤效应。
编辑本段计算公式
我们可以计算交变电流集肤效应的深度：
δ=1/sqrt(1/2*w*σ*μ)
其中，w是交流电频率，σ是导体电导率，μ是导体磁通率。
编辑本段影响
在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。此外，为了削弱趋肤效应，在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线，这种多股线束称为辫线。在工业应用方面，利用趋肤效应可以对金属进行表面淬火。
编辑本段效应
考虑到交流电的集肤效应，为了有效地利用导体材料和便于散热，发电厂的大电流母线常做成槽形或菱形母线；另外，在高压输配电线路中，
利用钢芯铝绞线代替铝绞线，这样既节省了铝导线，又增加了导线的机械强度，这些都是利用了集肤效应这个原理
集肤效应是在讯号线里最基本的失真作用过程之一，也有可能是最容意被忽略误解的。与一般讯号线的夸大宣传所言,集肤效应并不会改变所有的高频讯号,并且不会造成任何相关动能的损失。正好相反，集肤效应会因传导体的不同成分，在传递高频讯号时有不连贯的现象。同样地，在陈旧的线束传导体上，集肤效应助长讯号电流在多条线束上的交互跳动，对于声音造成刺耳的记号。
编辑本段电流的集肤效应
第一，电子在导体内总是沿着阻力最小的路线流动。在导体表面及近表层的结构元与导体表面基本平行，电子在其间换位流动阻力较小。而在导体内部结构元呈上下、左右、前后空间排列，电子在其间定向流动要受到五个方向的阻力，（而在表面只有三个方向的阻力）可见电子在导体表层附近运行的阻力要比在内部小得多，这样就导致了电流的集肤效应。
其二，当电子在导线内移动时，在其运动的垂直方向伴生着磁场，（右手定则）其它电子在磁场的作用下向逐步向周边发散移动，于是移向了导线的表层附近，形成了电流的集肤效应。
其三，当然还有温度的影响：在导体内部，电阻产生的热不易散发，温度较高，价和电子运转的速率高，线路不是很扁平，这样就导致了电子通路相对窄小，电阻就高。在导体的表面，散热快、温度低，价和电子运转的速率低，线路扁平，这样就导致了电子通路相对宽大，而故导体表面电阻小，外来电子运行较快，这也是电流集肤的原因之一。尖端放电当导体的某部分做得很细很尖时，尖端部分的表面积相对较大，换位移动到此的电子密度相对较大，在尖端部分甚至有些拥挤，有部分电子在拥挤中从尖端溢出，于是就导致了尖端放电现象。
编辑本段效应
考虑到交流电的集肤效应，为了有效地利用导体材料和便于散热，
集肤效应伴热样本及产品图片
发电厂的大电流母线常做成槽形或菱形母线；另外，在高压输配电线路中，利用钢芯铝绞线代替铝绞线，这样既节省了铝导线，又增加了导线的机械强度，这些都是利用了集肤效应这个原理。集肤效应是在讯号线里最基本的失真作用过程之一，也有可能是最容意被忽略误解的。与一般讯号线的夸大宣传所言,集肤效应并不会改变所有的高频讯号,并且不会造成任
何相关动能的损失。正好相反，集肤效应会因传导体的不同成分，在传递高频讯号时有不连贯的现象。同样地，在陈旧的线束传导体上，集肤效应助长讯号电流在多条线束上的交互跳动，对于声音造成刺耳的记号。
编辑本段应用
导体中交变电磁场的强度随着进入导体的深度而呈指数递减，因此在防晒霜中混入导体微粒(一般是氧化锌和氧化钛)，就能使阳光中的紫外线(高频电磁波)的强度减低。这便是物理防晒的原理之一。此外，趋肤效应也是电磁遮罩的方法之一，利用趋肤效应可以阻止高频电磁波透入良导体而作成电磁遮罩装置，这也是电梯中，手机收讯不好的原因。在工业应用方面，利用趋肤效应可以对金属进行表面淬火。
场效应管英文缩写：FET(Field-effect transistor)，简称为场效应管，是一种高输入阻抗的电压控制型半导体。场效应管也是一种晶体三极管，也有三个极，分别叫源极S，栅极G，漏极D。 场效应管电路符号 一：场效应管的分类： 1、各类场效应管根据其沟道所采用的半导体材料，可分为N型沟道和P型沟道两种。所谓沟道，就是电流通道。 2、根据构造和工艺的不同，场效应管分为结型和绝缘型两大类。 结型场效应管的英文是 Junction Field Effect Transistor，简称JFET。JFET 又分为N沟道，P沟道场效应管。 绝缘栅型场效应管：英文是 Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，缩写为MO SFET，简称MOS管。 MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。
3、按导电方式：耗尽型与增强型，结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。 二：场效应晶体管具有如下特点： （1）输入阻抗高； （2）输入功耗小； （3）温度稳定性好； （4）信号放大稳定性好，信号失真小； （5）由于不存在杂乱运动的少子扩散引起的散粒噪声，所以噪声低。 三：场效应管与晶体管的比较 （1）场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。 （2）场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。 （3）有些场效应管的源极和漏极可以互换使用，栅压也可正可负，灵活性比晶体管好。 （4）场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上，因此场效应管 四：场效应管的主要作用： 1.场效应管可应用于放大。由于场效应管的放大器输入阻抗很高，因此耦合电容可以容量较小，不必使用电解电容器。 2.场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。 3.场效应管可以用作可变电阻。
结型场效应管（ＪＦET)得结构与工作原理1、JＦET得结构与符号 Ｎ沟道JFEＴP沟道ＪFET ２、工作原理（以N沟道JFEＴ为例) N沟道JFET工作时,必须在栅极与源极之间加一个负电压-—VＧS＜0,在D－S间加一个正电压——V DS＞0、 栅极—沟道间得PN结反偏，栅极电流ｉG≈０,栅极输入电阻很高(高达10７Ω以上). Ｎ沟道中得多子(电子)由S向D运动,形成漏极电流iＤ。i D得大小取决于ＶDS得大小与沟道电阻。改变ＶGS可改变沟道电阻，从而改变i D。 主要讨论V GS对i D得控制作用以及VＤS对iＤ得影响。 ①栅源电压ＶGS对i D得控制作用 当VＧS〈0时，PN结反偏,耗尽层变宽，沟道变窄，沟道电阻变大，IＤ减小；ＶＧS更负时，沟道更窄，I D更小；直至沟道被耗尽层全部覆盖，沟道被夹断，IＤ≈０。这时所对应得栅源电压V GS称为夹断电压VＰ。
②漏源电压ＶDS对i D得影响 在栅源间加电压V GS<０，漏源间加正电压ＶDS > 0。则因漏端耗尽层所受得反偏电压为V GD＝V GＳ-V DS，比源端耗尽层所受得反偏电压V GS大，(如:VＧS=-2V, V DS =3V，V P=－９Ｖ,则漏端耗尽层受反偏电压为V GD＝—5V,源端耗尽层受反偏电压为－2V）,使靠近漏端得耗尽层比源端宽,沟道比源端窄,故V DS对沟道得影响就是不均匀得,使沟道呈楔形。 当V DS增加到使VＧD=ＶGS－VＤS＝V P时,耗尽层在漏端靠拢,称为预夹断。 当V DＳ继续增加时，预夹断点下移，夹断区向源极方向延伸。由于夹断处电阻很大,使ＶDＳ主要降落在该区，产生强电场力把未夹断区得载流子都拉至漏极,形成漏极电流IＤ.预夹断后I D基本不随VＤＳ增大而变化。
线圈的集肤效应详解Post By：2011-4-28 10:44:00 载流导线要产生磁场。首先研究单根导线磁场。载流导线总是两条线，假设电流的回流线相距非常远，回流线磁场不会对单根载流导线的磁场产生影响。这样单根导线电流产生的磁场如图6.1(a)所示。如果流过导线的电流是直流或低频电流I，在导线内和导线的周围将产生磁场B，磁场从导体中心向径向方向扩展开来。在导体中心点，磁场包围的电流为零，磁场也为零;由中心点向径向外延伸时，包围的电流逐渐加大，磁场也加强，当达到导体表面时，包围了全部电流，磁场也最强(H=I/πd-d为导线直径)。在导体外面，包围的电流不变，离开导线中心越远，磁场也越弱。 取图6.1的沿导线长度的横截面，低频电流在整个截面上均匀分布。当导体通过高频电流i时，变化的电流就要在导体内和导体外产生变化的磁场(图6.2中1-2-3和4-5-6)垂直于电流方向。根据电磁感应定律，高频磁场在导体内沿长度方向的两个平面
L和N产生感应电势。此感应电势在导体内整个长度方向产生的涡流(a-b-c-a和d-e-f-d)阻止磁通的变化。可以看到涡流的a-b和e-f边与主电流O-A方向一致，而b-c边和d-e边与O-A相反。这样主电流和涡流之和在导线表面加强，越向导线中心越弱，电流趋向于导体表面。这就是集肤效应。 这种现象这样来等效，如果取此载流导线一个单位长度，由导线中心到外径径向分成若干同心小筒(图6.3(a))，当这些径向分割足够小时，认为通过这些筒截面An 的磁感应是均匀的，对于n单元截面通过的磁通为 Bn,An-分别为n单元的磁感应和n单元的截面积。此磁通是n单圆筒包围的全部电流所产生的。根据电感定义，n单元单位长度电感： 表面外的全部电感用Lx表示。筒状导体单位长度的电阻为 这样可将导体内由导体中心到表面的磁电关系等效为一个L、R的倒L形串联
场效应管的分类和作用分别是什么? 根据三极管的原理开发出的新一代放大元件，有3个极性，栅极，漏极，源极，它的特点是栅极的内阻极高，采用二氧化硅材料的可以达到几百兆欧，属于电压控制型器件 概念: 场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管.由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管.它属于电压控制型半导体器件. 特点: 具有输入电阻高（108～109Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者. 场效应管的作用 1、场效应管可应用于放大。由于场效应管放大器的输入阻抗很高，因此耦合电容可以容量较小，不必使用电解电容器。 2、场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。 3、场效应管可以用作可变电阻。 4、场效应管可以方便地用作恒流源。 5、场效应管可以用作电子开关。 场效应管的测试 1、结型场效应管的管脚识别： 场效应管的栅极相当于晶体管的基极，源极和漏极分别对应于晶体管的发射极和集电极。将万用表置于R×1k档，用两表笔分别测量每两个管脚间的正、反向电阻。当某两个管脚间的正、反向电阻相等，均为数KΩ时，则这两个管脚为漏极D和源极S（可互换），余下的一个管脚即为栅极G。对于有4个管脚的结型场效应管，另外一极是屏蔽极（使用中接地）。 2、判定栅极
用万用表黑表笔碰触管子的一个电极，红表笔分别碰触另外两个电极。若两次测出的阻值都很小，说明均是正向电阻，该管属于N沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。 制造工艺决定了场效应管的源极和漏极是对称的，可以互换使用，并不影响电路的正常工作，所以不必加以区分。源极与漏极间的电阻约为几千欧。 注意不能用此法判定绝缘栅型场效应管的栅极。因为这种管子的输入电阻极高，栅源间的极间电容又很小，测量时只要有少量的电荷，就可在极间电容上形成很高的电压，容易将管子损坏。 3、估测场效应管的放大能力将万用表拨到R×100档，红表笔接源极S，黑表笔接漏极D，相当于给场效应管加上1.5V的电源电压。这时表针指示出的是D-S极间电阻值。然后用手指捏栅极G，将人体的感应电压作为输入信号加到栅极上。由于管子的放大作用，UDS和ID都将发生变化，也相当于D-S极间电阻发生变化，可观察到表针有较大幅度的摆动。如果手捏栅极时表针摆动很小，说明管子的放大能力较弱；若表针不动，说明管子已经损坏。 由于人体感应的50Hz交流电压较高，而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同，因此用手捏栅极时表针可能向右摆动，也可能向左摆动。少数的管子RDS减小，使表针向右摆动，多数管子的RDS增大，表针向左摆动。无论表针的摆动方向如何，只要能有明显地摆动，就说明管子具有放大能力。本方法也适用于测MOS管。为了保护MOS 场效应管，必须用手握住螺钉旋具绝缘柄，用金属杆去碰栅极，以防止人体感应电荷直接加到栅极上，将管子损坏。 MOS管每次测量完毕，G-S结电容上会充有少量电荷，建立起电压UGS，再接着测时表针可能不动，此时将G-S极间短路一下即可。 2.场效应管的分类: 场效应管分结型、绝缘栅型(MOS)两大类 按沟道材料:结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种. 按导电方式:耗尽型与增强型,结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管,而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类. 3.场效应管的主要参数:
什么叫趋肤效应?趋肤效应的定义 对于每个电气参数，必须考虑其数值有效时的频率范围。传输线的串联电阻也不例外。与其他参数一样，它也是频率的函数。图4.10画出了RG-58/U和等效串联电阻与频率的函数曲线。图中采用对数坐标轴。图4.10以相同的坐标轴绘出了感抗WL的曲线。 当频率低于W=R/L时，电阻超过感抗，电缆表现为一个RC传输线。当频率高于W=R/L时，电缆是一个低损耗传输线。 当频率高于0.1MHZ时，串联电阻开始增大。这导致更多的衰减，但相位保持线性。这种电阻的增加称为趋肤效应（SKIN EFFECT）。 传播因数的实部和虚部（（R+JWL）（JWC））1/2在图4.11中绘出，损耗单位为标培，相位单位为RAD（弧度）。1奈培等于8.69DB的损耗。图中显示了RC区域、固定衰减区域和趋肤效应区域。如图所示，相对于RC区域和趋肤效应区域，低损耗区域非常窄。 是什么导致了趋肤效应，它与导体外表层有什么关系呢？ 1、趋肤效应的机理 在低频时，电流在导体内部的分布密度是均匀的。从导线的截面图看，中心和边缘区域电流的流量是相同的。 在高频时，导线表面的电流密度变大，而中心区域几乎没有电流流过。电流分布的变化如图4.12所示，低频时电流均匀地填满整个导线，高频时电流只从接近导线表面的地方流过。 为了形象地证明高频条件下电流的分布，首先假设导线纵向切成多层同心的长管，就像树桩上的年轮。 自然对称的形状可以阻止电流在环间流动，所以必须无误差地切割，所有电流绝对平行于导线的中心轴。 现在导线被切成许多环，我们可以分别考虑每个环的电感。靠近中心的环，像长而薄的管道，比外部的环有更大的电感。我们知道，在高频条件下，电流将从电感更低的通路流过。因此，高频条件下可以预计从外环通路流过的电流比内环更多。实际上正是如此。在高频条件下，绝大多数的电流聚集在靠近导体的外表面。
实验六 结型场效应管放大电路 一．实验摘要 通过对实验箱上结型场效应管的测试，认识N 沟道JFET 场效应管的电压放大特性和开关特性。给MOS 管放大电路加输入信号为：正弦波，Vpp=200mV-500mV ，f=2Khz 。测量输入电阻时，输入端的参考电阻Rs=680K 。 二．实验主要仪器 三极管，万用表，示波器，信号源及其他电子元件。 三．实验原理 场效应管放大器性能分析 图6－1为结型场效应管组成的共源级放大电路。其静态工作点 2 P GS DSS D )U U (1I I - = 中频电压放大倍数 A V ＝－g m R L ＇＝－g m R D // R L 输入电阻 R i ＝R G ＋R g1 // R g2 输出电阻 R O ≈R D 式中跨导g m 可由特性曲线用作图法求得，或用公式 )U U (1U 2I g P GS P DSS m -- = 计算。但要注意，计算时U GS 要用静态工作点处之数值。 输入电阻的测量方法 场效应管放大器的静态工作点、电压放大倍数和输出电阻的测量方法，与实验二中晶体管放大器的测量方法相同。其输入电阻的测量，从原理上讲，也可采 S D DD g2 g1g1 S G GS R I U R R R U U U -+= -=
用实验二中所述方法，但由于场效应管的R i 比较大，如直接测输入电压U S 和U i ，则限于测量仪器的输入电阻有限，必然会带来较大的误差。因此为了减小误差，常利用被测放大器的隔离作用，通过测量输出电压U O 来计算输入电阻。测量电路如图所示。 输入电阻测量电路 在放大器的输入端串入电阻R ，把开关K 掷向位置1（即使R ＝0），测量放大器的输出电压U 01＝A V U S ；保持U S 不变，再把K 掷向2（即接入R ），测量放大器的输出电压U 02。由于两次测量中A V 和U S 保持不变，故 V S i i i V 02A U R R R U A U += = 由此可以求出 R U U U R 02 O102 i -=
什么是结型场效应管 场效应管是通过改变外加电压产生的电场强度来控制其导电能力的半导体器件。 它不仅具有双极型三极管的体积小,重量轻,耗电少,寿命长等优点,而且还具有输入电阻高,热稳定性好,抗辐射能力强,噪声低,制造工艺简单,便于集成等特点.因而,在大规模及超大规模集成电路中得到了广泛的应用.根据结构和工作原理不同,场效应管可分为两大类: 结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(IGFET)。 在两个高掺杂的P区中间，夹着一层低掺杂的N区（N区一般做得很薄），形成了两个PN结。在N区的两端各做一个欧姆接触电极，在两个P区上也做上欧姆电极，并把这两个P 区连起来，就构成了一个场效应管。从N型区引出的两个电极分别为源极S和漏极D，从两个P区引出的电极叫栅极G，很薄的N区称为导电沟道。 结型场效应管分类：N沟道和P沟道两种。如下图所示为N沟道管的结构和符号。 如右图所示为N沟道结型场效应管的结构示意图。 N沟道结型场效应管正常工作时，在漏-源之间加正向电压，形成漏极电流。 <0，耗尽层承受反向电压，既保证栅-源之间内阻很高，又实现对沟道电流的控制。 ★=0时，对导电沟道的控制作用，如下图所示。
◆=0时，=0，耗尽层很窄，导电沟道很宽。 ◆│增大时，耗尽层加宽，沟道变窄，沟道电阻增大。 ◆│增大到某一数值时，耗尽层闭合，沟道消失，沟道电阻趋于无穷大，称此时的值为夹断电压。 ★为~0中某一固定值时，对漏极电流的影响 ▲=0，由所确定的一定宽的导电沟道，但由于d-s间电压为零，多子不会产生定向移动，=0。 ▲>0，有电流从漏极流向源极，从而使沟道各点与栅极间的电压不再相等，沿沟道从源极到漏极逐渐增大，造成靠近漏极一边的耗尽层比靠近源极一边的宽。如下图（a）所示。 ▲从零逐渐增大时，=- 逐渐减小，靠近漏极一边的导电沟道随之变窄。电流随线性增大。
高频变压器导线的趋肤效应 1、趋肤效应 趋肤效应亦称为“集肤效应”。 交变电流通过导体时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀，愈近导体表面电流密度越大。这种现象称“趋肤效应”。趋肤效应使导体的有效电阻增加。当频率很高的电流通过导线时，可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过，这等效于导线的截面减小，电阻增大。既然导线的中心部分几乎没有电流通过，就可以把这中心部分除去以节约材料。因此，在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。此外，为了削弱趋肤效应，在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线，这种多股线束称为辫线。 交变磁场会在导体内部引起涡流，电流在导体横截面上的分布不再是均匀的，这时，电流将主要地集中到导体表面。这种效应称为趋肤效应。 利用趋肤效应，在高频电路中可用空心铜导线代替实心铜导线以节约铜材。架空输电线中心部分改用抗拉强度大的钢丝。虽然其电阻率大一些，但是并不影响输电性能，又可增大输电线的抗拉强度。 2、高频变压器工作频率较高,一般在15-100kHz.因趋肤效应作用,变压器的导线粗细就受到一定限制。工作频率的提高，趋肤效应影响越大。因此，在设计绕组选择电流密度和线径时必须考虑趋肤效应引起的有效截面的减小。导线通有高频交变电流时，有效截面的减少可以用穿透深度来表示。穿透深度的意义是：由于趋肤效应，交变电流沿导线表面开始能达到的径向深度，用“Δ”表示,计算公式为：Δ——穿透深度（mm）；ω——角频率，ω=2πf（rad/s）； γ——电导率（S/m），当导线为铜线时，(S/m)； μ——磁导率（H/m）；铜的相对磁导率，；式中即为真空磁导率 H/m。 导体的穿透深度公式可以简化为:Δ＝K×66.1/√f (mm), f是工作频率(Hz), K是常数对铜而言K=1。 铜导体的穿透深度（20 ℃） 3、高频变压器单股导线的最大线径<2Δ＝2*66.1/√f (mm).假若工作频率f＝30KHz时,最大线径为0.76mm ,所以选择0.8mm以上的导线就没有意义了. 4. 高频变压器线径
4.4.1自然冲刷 河床演变是一个非常复杂的自然过程，目前尚无可靠的定量分析计算方法，根据《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30—2002）中7.2条的要求，河床的自然冲刷是河床逐年自然下切的深度。经深入调查，桥位处河段整体无明显自然下切现象，由于泥沙淤积，河床会逐年抬高，本次计算不考虑自然冲刷的情况。 4.4.2一般冲刷 大桥建成后，由于受桥墩阻水影响，桥位断面过水断面减小，从而引起断面流速增大，水流挟沙能力也随之增大，会造成桥位断面河床冲刷。 根据地质勘察报告，桥位处河床为砂卵石层，河床泥沙平均粒径为40（mm ）。按《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30—2002）的技术要求， 非粘性土河床的一般冲刷可采用64—2简化公式计算： ()max 66 .029 .02104.1h B B Q Q A h c c p ??????-???? ? ?=μλ 公式中： h p ——桥下河槽一般冲刷后最大水深（m ）； Q 2——桥下河槽部分通过的设计流量（m 3/s ）； Q c ——天然状态下河槽流量（m 3/s ）； A ——单宽流量集中系数 15 .0??? ? ??=H B A ； B C ——计算断面天然河床宽度（m ）； λ——设计水位下，桥墩阻水面积与桥下过水面积比值；
μ——桥台前缘和桥墩两侧的漩涡区宽度与桥孔长度之比； B 2——桥下断面河床宽度（m ）； h max ——桥下河槽最大水深（m ）。 经计算：桥址处各设计频率一般冲刷深度成果见表4.4—1。 表4.4—1 XX 大桥一般冲刷计算成果表 4.4.3局部冲刷 根据XX 大桥桥型布置图，按《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30—2002）的技术要求，局部冲刷计算采用65—1修正式中的公式进行计算： 当V ＞V 0时， 1 0,00, '006.011,b )(K n V V V V v B K h v ? ?????---=ηξ h b —桥墩局部冲刷深度（m ）从一般冲刷后床面算起； K ξ—墩形系数，K ξ=1.05； K η1—河床颗粒影响系数； B 1—桥墩计算宽度； V —一般冲刷后墩前行近流速（m/s ）；
高频感应电源集肤效应与穿透深度 一、集肤效应 等截面的导电体通过直流电流时, 导体截面中的电流分布是均匀的, 电流密度是相等的。 当等截面的导电体通过高频交变电流时, 导体截面上的电流分布将出现不均匀状态, 电流只在导体表面层流过, 表层的电流密度最大, 导体深层电流密度较小, 这种高频交变电流的趋表现象, 则被称为电流的集肤效应 。 当导体通过交变电流时,导体表面出现电流挤聚现象,电流密度很大,而导体深处几乎不流过电流 。 这种由导体本身电流产生的磁场,使导体电流在表面集中流动的现象,被称为集肤效应。在高频感应用时,由于电流的集肤效应特性, 使导体有效截面积得不到充分利用 。 在产品设计中, 应根据不同的工作频率, 合理地选用载流导体的尺寸, 或采用多根导体并联,既满足载电流强度的要求,又提高.导体的有数利用率。 二、穿透深度 高频交变电流通过导体时,由于集肤效应的影响.电流只在导体表面展通过，表面层的深度与导体的性质和电流频率的高低有关,通常将此表面展的深度或厚度称之为穿透深度,用符号?表示。 穿透深度的定义是:交流正弦电流通过导体时,电流密度从导体表面向导体中心处逐渐衰减,当导体某一处深度的电流密度为其表面电流密度的e 1 时,该深度就定义为电流的穿透深度?。 穿透深度?由下式确定： ()cm f μ πρ = ? （1-1） r μμμο= 式中f ——交变电源频率，Hz ομ——真空磁导率，ομ=4π*10-9（H/cm); r μ——相对磁导率； ρ——导体的电阻率,Ω.cm 。 式1-2中可进一步简化为： )(5035 cm f r μρ =? （1-2） 从式(2-17)可知,穿透深度4与导体电阻率lo 的平方根成正比,与电流频率f 及导体的相对磁导率μr 的平方根成反比。电流频率越高, 穿透深度越小,集肤效应越明显。另外导体通过的电流频率相同,电流波形不同,穿透深度不同, 正弦波电流的穿透深度比方波电流的穿透深度大。 在同频率条件下, 正弦波电流穿透深度大约是方波电流穿透深度的 1. 3
集肤效应 集肤效应又叫趋肤效应,当交变电流通过导体时,电流将集中在导体表面流过,这种现象叫集肤效应。是电流或电压以频率较高的电子在导体中传导时,会聚集于总导体表层,而非平均分布于整个导体的截面积中。 目录
电流在表面流动，中心则无电流，这种由导线本身电流产生之磁场使导线电流在表面流动。 集肤效应是电磁学，涡流学（涡旋电流）的术语。这种现象是由通电铁磁性材料，靠近未通电的铁磁性材料，在未通电的铁磁性材料表面产生方向相反的磁场，有了磁场就会产生切割磁力线的电流，这个电流就是所谓的涡旋电流，这个现象就是集肤效应。 编辑本段计算公式 我们可以计算交变电流集肤效应的深度： δ=1/sqrt(1/2*w*σ*μ) 其中，w是交流电频率，σ是导体电导率，μ是导体磁通率。 编辑本段影响 在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。此外，为了削弱趋肤效应，在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线，这种多股线束称为辫线。在工业应用方面，利用趋肤效应可以对金属进行表面淬火。 编辑本段效应 考虑到交流电的集肤效应，为了有效地利用导体材料和便于散热，发电厂的大电流母线常做成槽形或菱形母线；另外，在高压输配电线路中，利用钢芯铝绞线代替铝绞线，这样既节省了铝导线，又增加了导线的机械强度，这些都是利用了集肤效应这个原理 集肤效应是在讯号线里最基本的失真作用过程之一，也有可能是最容易被忽略误解的。与一般讯号线的夸大宣传所言,集肤效应并不会改变所有的高频讯号,并且不会造成任何相关动能的损失。正好相反，集肤效应会因传导体的不同成分，在传递高频讯号时有不连贯的现象。同样地，在陈旧的线束传导体上，集肤效应助长讯号电流在多条线束上的交互跳动，对于声音造成刺耳的记号。 编辑本段电流的集肤效应 第一，电子在导体内总是沿着阻力最小的路线流动。在导体表面及近表层的结构元与导体表面基本平行，电子在其间换位流动阻力较小。而在导体内部结构元呈上下、左右、前后空间排列，电子在其间定向流动要受到五个方向的阻力，（而在表面只有三个方向的阻力）可见电子在导体表层附近运行的阻力要比在内部小得多，这样就导致了电流的集肤效应。
场效应管工作原理（1） 场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高（108～109?）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。 一、场效应管的分类 场效应管分结型、绝缘栅型两大类。结型场效应管（JFET）因有两个PN结而得名，绝缘栅型场效应管（JGFET）则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。目前在绝缘栅型场效应管中，应用最为广泛的是MOS场效应管，简称MOS管（即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET）；此外还有PMOS、NMOS和VMOS功率场效应管，以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。 按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。若按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型。结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。见下图。 二、场效应三极管的型号命名方法 现行有两种命名方法。第一种命名方法与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表 材料，D是P型硅，反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。例如,3DJ6D是结型N沟道场效应三极管，3DO6C 是绝缘栅型N沟道场效应三极管。 第二种命名方法是CS××#，CS代表场效应管，××以数字代表型号的序号，#用字母代表同一型号中的不同规格。例如CS14A、CS45G等。 三、场效应管的参数 场效应管的参数很多，包括直流参数、交流参数和极限参数，但一般使用时关注以下主要参数： 1、I DSS — 饱和漏源电流。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中，栅极电压U GS =0时的漏源电流。 2、U P — 夹断电压。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中，使漏源间刚截止时的栅极电压。 3、U T — 开启电压。是指增强型绝缘栅场效管中，使漏源间刚导通时的栅极电压。 4、g M — 跨导。是表示栅源电压U GS — 对漏极电流I D 的控制能力，即漏极电流I D 变化量与栅源电压U GS 变化量的比值。g M 是衡量场效应管放大能力的重要参数。 5、BU DS — 漏源击穿电压。是指栅源电压U GS 一定时，场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一 项极限参数，加在场效应管上的工作电压必须小于BU DS。
结型场效应管 如图XX_01(a)所示，在一块N型半导体材料的两边各扩散一个高杂质浓度的 P型区（用P+表示），就形成两个不对称的P+N结。把两个P+区并联在一起，引 出一个电极，称为栅极（g），在N型半导体的两端各引出一个电极，分别称为 源极（s）和漏极（d）。它们分别与三极管的基极（b）、发射极（e）和集电 极（c）相对应。夹在两个P+N结中间的N区是电流的通道，称为导电沟道（简 称沟道）。这种结构的管子称为N沟道结型场效应管，它在电路中用图XX_01(b) 所示的符号表示，栅极上的箭头表示栅、源极间P+N结正向偏置时，栅极电流的 方向（由P区指向N区）。 实际的JFET结构和制造工艺比上述复杂。N沟道JFET的剖面图如图XX_01(c)所示。图中衬底和中间顶部都是P+型半导体，它们连接在一起（图中未画出）作为栅极g。分别与源极s和漏极d相连的N+区，是通过光刻和扩散等工艺来完成的隐埋层，其作用是为源极s、漏极d提供低阻通路。三个电极s、g、d分别由不同的铝接触层引出。
如果在一块P 型半导体的两边各扩散一个高杂质浓度的N +区，就可以制成一个P 沟道的结型场效应管。图XX_02给出了这种管子的结构示意图和它在电路中的代表符号。 由结型场效应管代表符号中栅极上的箭头方向，可以确认沟道的类型。 N 沟道和P 沟道结型场效应管的工作原理完全相同，现以N 沟道结型场效应管为例，分析其工作原理。 N 沟道结型场效应管工作时，也需要外加如图XX_01所示的偏置电压，即在栅极与源极间加一负电压(v GS ＜0)，使栅、源极间的P +N 结反偏，栅极电流i G ≈0，场效应管呈现很高的输入电阻(高达108 左右)。在漏极与源极间加一正电压(v DS ＞0)，使N 沟道中的多数载流子电子在电场作用下由源极向漏极作漂移运动，形成漏极电流i D 。i D 的大小主要受栅源电压v GS 控制，同时也受漏源电压v DS 的影响。因此，讨论场效应管的工作原理就是讨论栅源电压v GS 对漏极电流i D （或沟道电阻）的控制作用，以及漏源电压v DS 对漏极电流i D 的影响 1．v GS 对i D 的控制作用 图XX_02所示电路说明了v GS 对沟道电阻的控制作用。为便于讨论，先假设漏源极间所加电压v DS =0。 当栅源电压v GS =0时，沟道较宽，其电阻较小。当v GS <0，且其大小增加时，在这个反偏电压的作用下，两个P +N 结耗尽层将加宽。由于N 区掺杂浓度小于P +区，因此，随着 的增加，耗尽层将主要向N 沟道中扩展，使沟道变窄，沟道电阻增大，如图XX_02(b)所示。 当 进一步增大到一定值 时，两侧的耗尽层将在中间合拢，沟道全部被夹断，如图XX_02(c)所示。由于耗尽层中没有载流子， 因此这时漏源极间的电阻将趋于无穷大，即使加上一定的v DS ，漏极电流i D 也将为零。这时的栅源电压称为夹断电压，用V P 表示。 2．v DS 对i D 的影响 图XX_01
集肤效应 1。解释 集肤效应(skin effect)又叫趋肤效应，当交变电流通过导体时，电流将集中在导体表面流过，这种现象叫集肤效应。电流或电压以频率较高的电子在导体中传导时，会聚集于导体表层，而非平均分布于整个导体的截面积中。频率越高，趋肤效用越显著。 因为当导线流过交变电流时，在导线内部将产生与电流方向相反的电动势？？。由于导线中心较导线表面的磁链大，在导线中心处产生的电动势就比在导线表面附近处产生的电动势大。这样作用的结果，电流在表面流动，中心则无电流，这种由导线本身电流产生之磁场使导线电流在表面流动。 集肤效应是电磁学，涡流学（涡旋电流）的术语。这种现象是由通电铁磁性材料，靠近未通电的铁磁性材料，在未通电的铁磁性材料表面产生方向相反的磁场，有了磁场就会产生切割磁力线的电流，这个电流就是所谓的涡旋电流，这个现象就是集肤效应。 2。影响及应用 在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。此外，为了削弱趋肤效应，在高频电路中也往往使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线，这种多股线束称为辫线。在工业应用方面，利用趋肤效应可以对金属进行表面淬火。 考虑到交流电的集肤效应，为了有效地利用导体材料和便于散热，发电厂的大电流母线常做成槽形或菱形母线；另外，在高压输配电线路中，利用钢芯铝绞线代替铝绞线，这样既节省了铝导线，又增加了导线的机械强度，这些都是利用了集肤效应这个原理。 集肤效应是在讯号线里最基本的失真作用过程之一，也有可能是最容意被忽略误解的。与一般讯号线的夸大宣传所言,集肤效应并不会改变所有的高频讯号,并且不会造成任何相关动能的损失。正好相反，集肤效应会因传导体的不同成分，在传递高频
趋肤效应_集肤效应 交变电流通过导线时，电流在导线横截面上的分布是不均匀的，导体表面的电流密度大于中心的密度，且交变电流的频率越高，这种趋势越明显，该现象称为趋 肤效应(skin effiect)，趋肤效应也称集肤效应。 趋肤效应（skin effect），在“GB/T2900.1-2008电工术语基本术语”中定义如下： 由于导体中交流电流的作用，靠近导体表面处的电流密度大于导体内部电流 密度的现象。 注1：随着电流频率的提高，趋肤效应使导体的电阻增大，电感减小； 注2：在更一般的情况下，任何随时间变化的电流都产生趋肤效应。 一、趋肤效应原理 趋肤效应实际上是涡流的体现，涡流是电磁感应的一种体现方式，但是，某些文献简单的认为，由于电流流过导体时，导体中心处的磁感应强度大，因电磁感应产生的感应电动势大，根据楞次定理，感应电动势将阻碍电流的变化，这种说法是错误的。 以截面为圆形的长直导线为例，其磁场分布如下图1所示。 图1、截面积为圆形的长直导线内部磁场分布图 根据安培环路定理，磁场强度H沿闭合回路的线积分等于闭合回路包含的电流的代数和，与闭合回路之外的电流无关。均匀材质的导体中，磁感应强度B
与磁场强度成正比，选闭合回路为图中所述的各条磁力线，可知，越靠近导体中心，磁力线包围的电流越小，在导体轴线上，磁感应强度为零。 实际上，趋肤效应是涡流效应的结果，如图2所示： 图2、涡流与趋肤效应 如图，电流I流过导体，在I的垂直平面形成交变磁场，交变磁场在导体内部产生感应电动势，感应电动势在导体内部形成涡流电流i，涡流i的方向在导体内部总与电流I的变化趋势相反，阻碍I变化，涡流i的方向在导体表面总与I的变化趋势相同，加强I变化。在导体内部，等效电阻变大，而导体表面的等效电阻变小，交变电流趋于在导体表面流动，形成趋肤效应。 趋肤效应使导线通过交变电流的有效截面积减小了，导线的电阻增大了。 趋肤效应下导体的等效电阻变化了，这个等效电阻，称为交流电阻，交流电阻与电流的频率有关，频率越高，交流电阻越大。 二、趋肤深度 定义从表面到电流密度下降到表面电流密度的0.368（即1/e）的厚度为趋肤深度或穿透深度Δ 式中： μ－导线材料的磁导率； ρ－材料的电阻率； k－材料电导率（或电阻率）温度系数； 可见趋肤深度与频率的开方成反比，与电阻率的开方成正比。下表是20℃时铜的的趋肤深度表。
场效应管 根据三极管的原理开发出的新一代放大元件,有 3个极性,栅极, 漏极,源极,它的特点是栅极的内阻极高,采用二氧化硅材料的可以达到几百兆欧,属于电压控制型器件 -------------------------------------------------------------- 1. 概念 : 场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写 (FET简称场效应管 . 由多数载流子参与导电 , 也称为单极型晶体管 . 它属于电压控制型半导体器件 . 特点 : 具有输入电阻高(100000000~1000000000Ω、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点 , 现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者 . 作用 : 场效应管可应用于放大 . 由于场效应管放大器的输入阻抗很高 , 因此耦合电容可以容量较小 , 不必使用电解电容器 . 场效应管可以用作电子开关 .
场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换 . 常用于多级放大器的输入级作阻抗变换 . 场效应管可以用作可变电阻 . 场效应管可以方便地用作恒流源 . 2. 场效应管的分类 : 场效应管分结型、绝缘栅型 (MOS两大类 按沟道材料 :结型和绝缘栅型各分 N 沟道和 P 沟道两种 . 按导电方式 :耗尽型与增强型 , 结型场效应管均为耗尽型 , 绝缘栅型场效应管既有耗尽型的 , 也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和 MOS 场效应晶体管 , 而 MOS 场效应晶体管又分为 N 沟耗尽型和增强型 ;P 沟耗尽型和增强型四大类 . 见下图 : 3. 场效应管的主要参数 : Idss —饱和漏源电流 . 是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中 , 栅极电压 UGS=0时的漏源电流 . Up —夹断电压 . 是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中 , 使漏源间刚截止时的栅极电压 . Ut —开启电压 . 是指增强型绝缘栅场效管中 , 使漏源间刚导通时的栅极电压 . gM —跨导 . 是表示栅源电压 UGS —对漏极电流 ID 的控制能力 , 即漏极电流ID 变化量与栅源电压 UGS 变化量的比值 .gM 是衡量场效应管放大能力的重要参数 . BVDS —漏源击穿电压 . 是指栅源电压 UGS 一定时 , 场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压 . 这是一项极限参数 , 加在场效应管上的工作电压必须小于BVDS.
结型场效应管(JFET)的结构和工作原理 1. JFET的结构和符号 N沟道JFET P沟道JFET 2. 工作原理（以N沟道JFET为例） N沟道JFET工作时，必须在栅极和源极之间加一个负电压——V GS< 0，在D-S间加一个正电压——V DS>0. 栅极—沟道间的PN结反偏，栅极电流i G≈0，栅极输入电阻很高（高达107Ω以上）。 N沟道中的多子（电子）由S向D运动，形成漏极电流i D。i D的大小取决于V DS的大小和沟道电阻。改变V GS可改变沟道电阻，从而改变i D。
主要讨论V GS对i D的控制作用以及V DS对i D的影响。 ①栅源电压V GS对i D的控制作用 当V GS＜0时，PN结反偏，耗尽层变宽，沟道变窄，沟道电阻变大，I D减小；V GS更负时，沟道更窄，I D更小；直至沟道被耗尽层全部覆盖，沟道被夹断，I D≈0。这时所对应的栅源电压V GS称为夹断电压V P。 ②漏源电压V DS对i D的影响 在栅源间加电压V GS＜ 0 ，漏源间加正电压V DS > 0。则因漏端耗尽层所受的反偏电压为V GD=V GS-V DS，比源端耗尽层所受的反偏电压V GS大,(如:V GS=-2V, V DS =3V, V P=-9V,则漏端耗尽层受反偏电压为V GD=-5V，源端耗尽层受反偏电压为-2V),使靠近漏端的耗尽层比源端宽，沟道比源端窄，故V DS对沟道的影响是不均匀的，使沟道呈楔形。 当V DS增加到使V GD=V GS-V DS =V P时，耗尽层在漏端靠拢,称为预夹断。 当V DS继续增加时，预夹断点下移，夹断区向源极方向延伸。由于夹断处电阻很大，使V DS主要降落在该区，产生强电场力把未夹断区的载流子都拉至漏极，形成漏极电流I D。预夹断后I D基本不随V DS增大而变化。
一：场效应管的主要参数 (1)直流参数 饱和漏极电流IDSS 它可定义为：当栅、源极之间的电压等于零，而漏、源极之间的电压大于夹断电压时，对应的漏极电流。 夹断电压UP 它可定义为：当UDS一定时，使ID减小到一个微小的电流时所需的UGS 开启电压UT 它可定义为：当UDS一定时，使ID到达某一个数值时所需的UGS (2)交流参数 低频跨导gm 它是描述栅、源电压对漏极电流的控制作用。 极间电容场效应管三个电极之间的电容，它的值越小表示管子的性能越好。 (3)极限参数 漏、源击穿电压当漏极电流急剧上升时，产生雪崩击穿时的UDS。 栅极击穿电压结型场效应管正常工作时，栅、源极之间的PN结处于反向偏置状态，若电流过高，则产生击穿现象。 本站链接:场效应管的参数查询 二：场效应管的特点 场效应管具有放大作用，可以组成放大电路，它与双极性三极管相比具有以下特点： （1）场效应管是电压控制器件，它通过UGS来控制ID； （2）场效应管的输入端电流极小，因此它的输入电阻很高； （3）它是利用多数载流子导电，因此它的温度稳定性较好； （4）它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数； （5）场效应管的抗辐射能力强。
三.符号：“Q、VT” ，场效应管简称ＦＥＴ，是另一种半导体器件，是通过电压来控制输出电流的，是电压控制器件 场效应管分三个极： Ｄ极为漏极（供电极） Ｓ极为源极（输出极） Ｇ极为栅极（控制极） Ｄ极和Ｓ极可互换使用 场效应管图例： 四.场效应管的分类： 场效应管按沟道分可分为Ｎ沟道和Ｐ沟道管（在符号图中可看到中间的箭头方向不一样）。 按材料分可分为结型管和绝缘栅型管，绝缘栅型又分为耗尽型和增强型，一般主板上大多是绝缘栅型管简称ＭＯＳ管，并且大多采用增强型的Ｎ沟道，其次是增强型的Ｐ沟道，结型管和耗尽型管几乎不用。 五主板上用的场效应管的特性： 1、工作条件：Ｄ极要有供电，Ｇ极要有控制电压 2、主板上的场管Ｎ沟道多，Ｇ极电压越高，Ｓ极输出电压越高
定义 集肤效应(skin effect)又叫趋肤效应,表皮效应，当交变电流通过导体时，电流将趋于导体表面流过，这种现象叫集肤效应。电流以较高的频率在导体中传导时，会聚集于导体表层，而非平均分布于整个导体的截面积中。频率越高，趋肤效用越显著。 原理 因为当导线流过交变电流时，根据楞次定律会在导线内部产生涡流,与导线中心电流方向相反,。由于导线中心较导线表面的磁链大，在导线中心处产生的电动势就比在导线表面附近处产生的电动势大。这样作用的结果，电流在表面流动，中心则无电流，这种由导线本身电流产生之磁场使导线电流在表面流动。 集肤效应是电磁学，涡流学（涡旋电流）的术语。这种现象是由通电铁磁性材料，靠近未通电的铁磁性材料，在未通电的铁磁性材料表面产生方向相反的磁场，有了磁场就会产生切割磁力线的电流，这个电流就是所谓的涡旋电流，这个现象就是集肤效应。 计算公式 我们可以计算交变电流集肤效应的深度：δ=1/sqrt(1/2*w*σ*μ) 其中，w是交流电频率，σ是导体电导率，μ是导体磁通率（相对磁导率）。 16MnC5按低碳合金钢σ为1.4*10-7欧/厘米；μ按500计算，w按目前使用的17kHz计算δ=1/sqrt(1/2*w*σ*μ) =13.68mm，目前齿套最厚处为9mm。 如用公式 则δ=δ=56.4 √（p/u r f）=1.23mm 涡流百度百科 涡流抑制 大块的导体在磁场中运动或处在变化的磁场中，都要产生感应电动势,形成涡流，引起较大
的涡流损耗。为减少涡流损耗，常将铁心用许多铁磁导体薄片（例如硅钢片）叠成，这些薄片被分开呈梯形状，表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物。磁场穿过薄片的狭窄截面时，涡流被限制在沿各片中的一些狭小回路流过，这些回路中的净电动势较小，回路的长度较大，再由于这种薄片材料的电阻率大，这样就可以显著地减小涡流损耗。所以，交流电机、电器中广泛采用叠片铁心。 当然，在生产和生活中，有时也要避免涡流效应。如电机、变压器的铁芯在工作时会产生涡流，增加能耗，并导致变压器发热。要减少涡流，可采用的方法是把整块铁芯改成用薄片叠压的铁芯，增大回路电阻，削弱回路电流，减少发热损失。
统计概念.简答最终小范围 一、集中趋势离散趋势的描述统计（概念、特点及应用条件？）☆☆☆ 1、集中趋势：反映一组数据的平均水平的指标。 （1）算术均数：应用条件：①正态分布的数据；②对称分布的数据。 （2）几何均数：适用条件：对于变量值呈倍数关系或呈对数正态分布。 （3）中位数：应用条件：①偏态分布②分布不明③有极端值④有开口的资料。特点：不受极端值影响。 （4）百分位数：应用条件：①描述一组资料在某百分位置上的水平；②用于确定正常值范围；③计算四分位数间距。 （5）众数：一组观察值中出现次数最多的那个数值，可以没有也可以不止一个。 2、离散趋势：反映一组数据离散或分散的水平的指标。（1）极差：全距=最大值－最小值。①优点：计算简单方便，应用广范，容易理解。②缺点：只反映两端数据最大最小值的差别，易受极端值的影响，不能反映组内其他变量离散情况。 （2）四分位数间距：Q=P75－P25。①优点：不受极端值影响，比极差R稳定。②缺点：计算繁琐、不易理解、只反映中间50%的数据的两端的差值（3）方差：特点：①充分反映了每一个数据与平均数的差别；②S2指标很稳定；③S2应用广泛；④S2计算比较麻烦；⑤S2单位是原单位的平方，在实际应用时不太方便。（4）标准差：标准差是方差的开平方。意义与方差相同。特点：标准差的单位与原数据的单位相同。 （5）变异系数：应用条件：①用于比较不同单位数据的离散度。②用于比较均数相差很大时的离散度。特点：①无量纲的指标；②反映指标的稳定性；③一般CV不大于20～25%。 二、分析医学科研资料的基本思想及方法☆☆☆ 基本思路：根据研究目的及科研资料的性质和特点，选择正确的分析及检验方法，处理医学资料。 具体分析方法及步骤： （一）先将医学资料分类，根据资料类型选择相应的分析及检验方法； （二）具体步骤： 1.计量资料： （1）data为正态分布，方差齐性； ①t检验法（n<100）：单样本t 检验；两样本t检验；配对样本t检验。②μ检验法：单样本μ检验；两样本μ检验(n>100)。③F 检验法：用于多样本均数比较。包括：单因素方差分析；双因素方差分析；拉丁方设计方差分析；析因设计方差分析；交叉设计方差分析；正交设计方差分析。④协方差分析：用于具有协变量的资料进行方差分析。⑤直线相关与回归分析：主要用于2个变量的分析（x与y）。⑥t′检验：也称为校正t 检验：数据为正态分布，但方差不齐。（2）数据为非正态分布或方差不齐：主要用非参数检验。 ①Wilcoxon符号秩检验：用于配对计量data。②Wilcoxon秩和检验：用于两样本比较。③Kruskal-wallis检验：也称为H 检验。用于单因素多样本比较。④Friedman检验：也称为M检验。用于双因素多样本比较。⑤秩相关（也称为等级相关）：用于非正态数据，进行相关分析。 2.分类变量（资料）： （1）二项分布及Poisson分布：用于处理二项分类资料及稀有事件模型资料。 （2）齐性的x2检验：①四格表x2 检验：两个率（构成比）的检验；②配对x2检验：用于配对计数data的检验；③行×列表x2 检验：多个率（构成比）的检验。 （3）独立性的x2 检验：分析2个变量间有无关联性相关性分析。 （4）秩检验（有序分类data 或等级data）：①Wilcoxon两样本法：用于两样本等级data 检验。②Kruskal-wallis检验：用于多个样本等级data检验。t （5）Ridit分析：专门用于两样本或多样本等级data的比较。 （6）Kappa分析：用于临床诊断的一致性检验，可以是四格表或行×列表。 3.圆形分布数据：用圆形分布法分析和处理各种符合图形分布的数据。 4.其他各种分析方法： （1）随访data的生存分析： 主要有kaplan-Meier法及寿命 表法。 （2）多因素分析：①多元线 性回归；②多元线性相关；③ logistic回归；④Cox比例风险 回归；⑤判别分析；⑥聚类分 析；⑦主成份分析；⑧因子分 析；⑨其他分析方法等。 三、统计软件的特点☆☆☆ 1、ＳＡＳ： ①世界著名的一流统计软件； ②适合于专业统计人员使用； ③功能极为强大、全面；④SAS 占用空间大；⑤运算速度极 快；⑥可以读入多种格式数 据；⑦编程方式极为灵活但对 话框方式的界面不太友好。 2、SPSS： ①适合于中级、初级科研人员 使用；②适合于专业及非专业 统计人员使用； ③界面友好；④占用空间比 SAS小；⑤统计方法：是公认 的、经典的统计方法；⑥SPSS 也可以编程，但不如SAS功能 强大；⑦SPSS也是世界著名 统计软件。 3、PEMS: ①在国内医学界及卫生统计 界是权威性统计软件；②全中 文界面，界面友好，使用方便； ③内容包含有常用的统计分 析方法，包括：基本统计方法， 高级统计方法；④既可以处理 原始数据进行统计分析,也可 以分析经过整理的数据进行 统计分析；⑤非常适合于专业 及非专业统计人员使用，也适 合临床医生使用。 4、stata： ①非常小巧，约20-30M；②国 际常用的统计软件；③功能强 大，全面；④主要依靠编程→ 进行统计分析。极具灵活性。 四、调查研究（普查、抽样调 查、典型调查的特点☆☆☆） 1、普查特点：☆☆☆ ①理论上只有普查才能取得 总体参数，没有抽样误差，但 往往非抽样误差较大。②普查 一般都是用于了解总体某一 特定“时点”的情况。③病程 较短的疾病，不适合作时点普 查。 2、抽样调查特点：☆☆☆ ①节省人力、财力和时间，可 获得较为深入细致和准确的 资料。②许多医学问题只能作 抽样调查。③可用于检查普查 的质量。④实际工作中应用最 多。 3、典型调查特点：☆☆☆ ①典型常是同类事物特征的 集中表现，抓住典型，有利于 对事物特征作深入的了解。② 典型调查可与普查结合，分别 从广度和深度说明问题。③典 型调查不遵循随机抽样的原 则，不能用于估计总体参数， 但在一定条件下，根据专业知 识，选定一般典型可对总体特 征作经验推论。 【附】 调查研究概念：指是研究过程 中没有任何干预措施的条件 下，客观地观察和记录研究对 象的现状及其相关特征。 调查研究特点:①研究的对象 及其相关因素是客观存在的； ②不能用随机化分组来平衡 混杂因素对调查结果的影响。 调查研究类型： 1）普查：又称为全面调查， 就是将组成总体的所有观察 单位全部加以调查。 2）抽样调查：指总体中随机 抽取一定数量的观察单位组 成样本，然后用样本信息推断 总体特征。 3）典型调查：亦称案例调查， 即在对事物作全面分析的基 础上，有目的地选定典型的 人，典型的单位进行调查。 五、析因设计与正交设计（特 点，符号的意义☆☆☆） 1、析因设计概念： 是一种多因素的交叉分组设 计。它不仅可检验每个因素各 水平间的差异，而且可检验各 因素间的交互作用。 (1)析因设计特点：☆☆☆ ①可分析多个因素多个水平 的试验效应，可以分析各因素 的独立作用及其各级交互作 用；②节省样本含量，试验效 率高；③设计时较为复杂，计 算较为繁琐。 (2)析因实验的意义：☆☆☆ 最简单的析因设计☆2x2,意 义：试验中有2个因素，每个 因素各有2个水平。☆2x2x2 意义：试验中3个因素，每个 因素各有2个水平。☆2x2x3x2 析因实验的意义：试验中有4 个因素，第1、2、4个因素有 2个水平；第3个因素有3个 水平。 (3)交互作用类型模板： ①独立作用：A、B、C、D， 是四个因素各自的单独作用。 ②一级交互作用：A×B，A× C，A×D，B×C，B×D，C ×D，是任意两个因素的共同 作用。 ③二级交互作用：A×B×C， A×B×D，A×C×D，B×C ×D，是任意三个因素的共同 作用。 ④三级交互作用：A×B×C ×D，是四个因素的共同作用。 ☆2x2x3x2类型实例： ①独立作用：2、2、3、2，是 四个因素各自的单独作用。② 一级交互作用：2×2，2×3， 2×2，2×3，2×2，3×2，是 任意两个因素的共同作用。③ 二级交互作用：2×2×3，2× 2×2，2×3×2，2×3×2，是 任意三个因素的共同作用。④ 三级交互作用：2×2×3×2， 是四个因素的共同作用。 2、正交试验设计概念： 是一种高效的多因素试验的 设计方法。它利用一套规格化 的正交表，合理地安排实验， 通过对实验结果进行分析，获 得有用的信息。 (1)正交试验设计特点：☆☆☆ ①可分析三个及三个以上因 素的作用及其交互作用。②用 最少的试验次数获得更多的 信息。③可用方差分析处理 正交设计的测量数据，但计算 十分繁琐。 (2)正交试验设计意义： ①L N（m K）的意义：☆☆☆ L N（m K）表示正交表有N行K 列，每一列由1，2，….，m 个整数组成。L N（m K）安排试 验，N表示试验次数，k 表示 最多可安排的因素个数，m表 示各因素的水平数。 ②L8(27) 意义：表示要求做8 次试验，允许最多安排7个“2” 水平的处理因素。 ③L16(42X29) 意义：表示要求 做16次试验，允许最多安排2 个“4”水平处理因素，9个“2” 水平处理因素。 六、概念：圆形分布、生存分 析、截尾值、重复测量。☆☆ ☆ 1、圆形分布：凡是具有周期 性和循环性的资料为圆形资 料，是用圆形分布法分析和处 理各种符合图形分布的数据。 2、生存分析：是将事件发生 的结果和随访时间两个因素 结合在一起进行分析的一种 统计分析方法，它能充分利用 所得到的研究信息，更加准确 地评价和比较随访资料。 3、截尾值：也称终检值，删 失数据，不完全数据，指在随 访过程中，由于某种原因未能 观察到病人的明确结果（终止 事件），所以不知道该病人的 确切生存t，它提供的生存t 的信息是不完整的。 4、重复测量：最常见的情况 是前后测量设计，当重复测量 次数m≥3时，称重复测量设 计或重复测量数据，它不能同 期观察实验结果，本质上比较 的是前后差别，假定测量时间 对观测结果没有影响。 七、实验设计的基本要素和基 本原则： （1）实验设计基本要素： ①受试对象：研究人员所要观 察的客体，即处理因素作用的 对象；②处理因素：－研究人 员施加于受试对象并能产生 一定实验效应的因素；③实验 效应：－处理因素施加于受试 对象并经过一段时间，受试对 象产生的各种反应及表现。 （2）实验设计基本原则： ①随机化的原则：－指总体中 每个个体都有均等的机会被 抽取，或被分配到实验组及对 照组中去；②对照化的原则： －是指在实验研究中使受试 对象的处理因素和非处理因 素的实验效应的差异有一个 科学的对比；③重复的原则： －重复有2层含义：样本含量 的大小和实验重复次数的多 少；④均衡的原则：－指对照 组除处理因素与实验组不同 外，其他各种条件及因素基本 一致。 05年简答题选以上没有的 1、解释名词：生存率、主效 应、交互作用 ②生存率：又称累积生存率或 生存函数，表示具有协变量x 的观察对象，其生存时间T大 于时间t的概率，常用S （t.x） =P 表示。 ③主效应：是指某一因素各水 平间的平均差别。 ④交互作用：当某因素的各个 单独效应随另一因素变化而 变化时，称这两个因素间存在 交互作用。 2、简述参数统计及非参数统 计的特点。各有哪些常见的对 应统计方法？ （1）参数统计特点: ①推断两个或多个总体参数 是否相等。②总体分布为已知 的数学形式，对其总体参数作 假设检验。③两个或多个正态 总体方差齐性，计量资料满足 参数检验条件的假设检验。④ 受总体分布的限制，假设检验 的结果对总体分布的形状敏 感。 （2）参数统计方法： ①t检验（单个样本t 检验、 配对样本t 检验、两独立样本 t 检验。）；②F检验（单因素 方差分析、双因素方差分析、 拉丁方设计方差分析、析因设 计方差分析、交叉设计方差分 析、正交设计方差分析。）；③ u检验（样本率与总体率比较 的u检验、两样本率比较的u 检验）；④x2检验（四个表资料 x2检验、配对四个表资料x2检 验、行x列表x2检验、）；⑤二 项分布与泊松分布 （3）非参数检验特点： 优点：①适用范围广；②不受 总体分布的限制；③可处理等 级资料；④用于小样本时，效 率高。缺点：如果数据是正态 分布，方差齐性，用非参数 test，则效率降低，是参数检验 的75%左右。 （4）非参检验的方法： ①配对设计资料的秩和检验； ②两样本比较的秩和检验。③ 完全随机设计多样本比较的 秩和检验④多个样本间两两 比较的秩检验。⑤随机区组设 计资料的秩和检验。⑥随机区 组设计资料的两两比较的秩 和检验。⑦秩相关（也称为等 级相关）。 3、简要写出多元线性回归分 析的主要步骤。 ①根据样本数据求得模型参 数β1β1…βm的估计值， b1b2….b m,从而得到表示应变 量x与自变量x1x2…x m数量关 系的表达式 Y=b0+b1x1+b2x2+…b m x _ m ②对回归方程及各自变量做 假设检验，并对方程的拟合效 果及各自变量的作用大小作 出评价。 4、简述logistic回归应用的注 意事项。 ①变量的取值形式。对同一资 料的分析，变量采用不同的取 值形式，参数的含义，量值及 符号都可能发生变化。②样品 含量：logistic回归的所有统计 推断都是建立在大样本基础 上，因此要求有足够的样本含 量。③模型评价：对模型评价 一般包括两部分，一是对模型 中的每个自变量进行检验；二 是对所有建立的回归方程作 拟合优度检验。 5、写出logistic回归，cox回 归的模型结构及相应回归系 数的实际意义。 ①logistic回归模型： P=1/{1+exp[-(β0+β1χ1+β2 χ2+……+βmβm)]} ②logistic系数的实际意义： 回归系数βj(j=1,2,….m)表示 自变量X j gi改变一个单位时 logitP的改变量，它与衡量危 险因素作用大小的比数比例 即优势比有一个对应的关系。 对比某一危险因素两个不同 暴露水平Xj=c1与Xj=c0的发 病情况，其优势比的自然对数 为lnORj=logitP1- logitP0即 ORj=exp[βj(c1-c0)]， 试中P1和P0分别表示在Xj取 值为c1及c0时的发病概率， ORj称作多变量调整后的优势 比，表示扣除了其他自变量影 响后危险因素的作用。特殊 地，若果Xj赋值为暴露（=1） 非暴露（=0），则暴露组与费 暴露组发病的优势比为 ORj=exp(βj)，当βj=0时， ORj=1，说明因素Xj对疾病发 生不起作用；当βj>0时， ORj>1，说明因素Xj是一个危 险因子；当βj<0时，ORj<1， 说明因素Xj是一个保护因子。 ③cox回归模型： h(tx)/h0(t)=exp(β1χ1+β2χ 2+……+ βmβm) ④cox系数的实际意义： βj与风险函数h(tx)关系：β j >0，则Xj取值越大时，h(tx) 的值越大，表示病人死亡的风 险越大；βj=0，则Xj取值对 h(tx)没有影响；βj<0，则Xj取 值越大时，h(tx)的值越小，表示 病人死亡的风险越小。 【统计计算题涉及公式集】 1、x2检验， 基本公式 ()2 2A T x T - =∑ 理论频数 n n R C T RC n = ④ () C i n i j ij SS- ∑ ∑ = x 2 组间 ⑤V组间=κ-1 ⑥ SS SS SS组间 总 组内- = ⑦V 组内 = N-κ ⑧ ν组间 组间 组间 SS MS= ⑨ ν组内 组内 组内 SS MS= ⑩ MS MS F 组内 组间 值= 4、μ检验 ①样本均数与总体均数比较 ) (, 0已知时 σ n u x u - = ) (,0较大时 n n s u x u - = 95%正常值 () , X u S X u S a a -+ S= 95%可信区间 , u s u s a a X X ?? -+ ? ?? ， x s= ②μ检验.两样本均数比较 n1>50且n2>50 n S n S x x u 2 2 2 1 2 1 2 1 + - = ， 1 1 1 x X n ∑ =2 2 2 x X n ∑ = ③μ检验.样本率与总体率比 较 u ④μ检验.两样本率比较 Pc为两样本合并率 u ， 5、t检验（n<50） (1)t检验.样本与总体均数比较 n S u x t - = x X n ∑ = S= (2)t检验.配对资料 ① 21 d x x =- ② d d n ∑ = ③S d ④ d t= (3)t检验.两样本均数比较 ①两样本均数差值的标准误 12 X X σ - ② 12 X X σ - 的样本估计值 12 S X X - ③ 2 c S为两样本合并方差 ()() 22 12 22 12 12 2 12 x x x x n n S c ∑∑ -+- ∑∑ = ④已知S1和S2用下式 ()() 22 11 12 12 2 2 12 n n S S S c n n -+- = +- ⑤n1=n2并已知S1和S2 12 S X X - ⑥在H0：u1=u2即u1-u2=0时， 12 12 X X t S X X - = - 12 2 n n ν=+- 1 1 1 x X n ∑ =2 2 2 x X n ∑ = 1 / 1