雙線(xiàn)傳輸線(xiàn)的兩根導線(xiàn)分別通過(guò)方向相反的交流電流時(shí)，各自產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)相互在相鄰的另一根導線(xiàn)上產(chǎn)生渦流。這種由相鄰導線(xiàn)上的電流在本導線(xiàn)激發(fā)的渦流與本導線(xiàn)原有的工作電流疊加，使導體中的實(shí)際電流分布向截面中接近相鄰導線(xiàn)的一側（內側）集中。鄰近效應與趨膚效應在傳輸線(xiàn)中往往是孿生現象，其結果是使導體的有效電阻增加，工作衰減增大。

 

　　在變壓器和電感器中，鄰近效應對載流量造成的影響通常比集膚效應要大得多。

　　兩根流過(guò)相反電流導線(xiàn)，在兩導體相對之間，磁場(chǎng)方向相同而加強；兩導線(xiàn)之外側，磁場(chǎng)相反而抵銷(xiāo)，磁場(chǎng)很弱，或為零。在導體內部，由兩導體外側向內逐漸加強，到達導體的內表面時(shí)磁場(chǎng)最強?，F在來(lái)考察兩根相鄰的相同矩形截面（a×b）導體，兩根導線(xiàn)流過(guò)相反的電流iA和iB。導線(xiàn)的截面　　如圖2-2所示，“·”表示流出紙面，“＋”表示流入紙面。 

　　圖2-2所示兩根導線(xiàn)厚度a大于穿透深度Δ，流過(guò)相反的且相等的高頻電流iA和iB時(shí)，導體A流過(guò)的電流iA產(chǎn)生的磁場(chǎng)фA穿過(guò)導體B，與集膚效應相似，在導體B中產(chǎn)生渦流iAB。

圖2-2 兩反向電流導線(xiàn)之間磁場(chǎng)分布

圖2-3兩反向電流導體電流分布

　　在靠近A的一邊渦流與iB的方向一致，相互疊加；而在遠離A的一邊，渦流與iB方向相而抵銷(xiāo)。同理導線(xiàn)A中的電流受到導線(xiàn)B中電流iB產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用，在靠近導線(xiàn)B的一邊流通。使得導體中電流擠在兩導體接近的一邊。這就是鄰近效應。

　　如果兩導體相距w很近（圖2-3，鄰近效應使得電流在相鄰內側表面流通，磁場(chǎng)集中在兩導線(xiàn)間，導線(xiàn)的外側，既沒(méi)有電流，也沒(méi)有磁場(chǎng)－合成磁場(chǎng)為零，磁場(chǎng)中不存儲能量，能量主要存儲在導線(xiàn)之間。如果寬度b>>w，單位長(cháng)度上的電感為

    

　　式中N=1－匝數；l－導電帶料的長(cháng)度(cm)；b－帶料的寬度（cm）；w－導線(xiàn)間距離(cm)。若忽略外磁場(chǎng)的能量，單位長(cháng)度兩導線(xiàn)間存儲的能量為

　　式中I－為導電帶料流過(guò)的電流；H－導線(xiàn)之間的磁場(chǎng)強度?？梢?jiàn)，如果導線(xiàn)寬度越窄（b變?。?，存儲能量越大。根據上式比較圖2-4幾種導線(xiàn)的排列可以看到，由于鄰近效應，電流集中在導線(xiàn)之間穿透深度的邊緣上，b越小，表面間的磁場(chǎng)強度越強。如兩導線(xiàn)距離w相同、兩導線(xiàn)電流數值相等，圖(a)導線(xiàn)寬度比圖（c）寬，根據式(6.5)可見(jiàn)，導線(xiàn)間存儲的能量與導線(xiàn)的寬度成反比。所以圖（c）比圖（a）存儲更多的能量，導線(xiàn)電感也更大。鄰近效應使圖(c)導線(xiàn)有效截面積減少最為嚴重，損耗最大。為減少分布電感，圖(a)最好，圖(b)次之，圖(c)最差。因此，在布置印刷電路板導線(xiàn)時(shí)，輸出導線(xiàn)與回流導線(xiàn)上下層最好。平行靠近放置在同一層最差，即使導線(xiàn)很寬，實(shí)際上僅在導線(xiàn)靠近的邊緣有高頻電流流通，損耗很大，而且層的厚度不應當超過(guò)穿透深度。

圖2-4 矩形導線(xiàn)不同放置時(shí)的鄰近效應

　　圖2-5是一個(gè)初級(p)和次級(s)線(xiàn)圈都是雙層的變壓器。導線(xiàn)的厚度大于穿透深度Δ。由于鄰近效應，電流僅集中在初級與次級靠近的一邊導線(xiàn)中Δ寬度流通。在遠離的一邊導體中沒(méi)有磁場(chǎng)，也應當沒(méi)有電流。事實(shí)是怎樣呢？

　　首先作窗口空間磁場(chǎng)分布圖，從最外邊作為x=0做起。因鄰近效應，電流集中在外層導線(xiàn)的最右邊--里邊，到達x=b-Δ時(shí),磁場(chǎng)在Δ范圍內由0上升到H1=N1I1/2l，然后在層間隙δ中保持這個(gè)數值。但x>b+δ即到達第二層時(shí)，第二層的外邊，如果導體中沒(méi)有電流，第二層中和δ中一樣將有交變磁場(chǎng)H1，此交變磁場(chǎng)在第二層中產(chǎn)生渦流，使第二層外邊邊緣Δ深度產(chǎn)生與第一層里邊大小相等方向相反的電流，才能保證第二層中心磁場(chǎng)為零，電流也為零。即第二層的外邊流過(guò)與第一層的里邊大小相同，方向相反的電流。

　　在第二層里邊x=2b+δ-Δ至2b+δ，初級安匝應全部加在窗口高度上。在Δ深度內除了和第一層相同的電流外，還要流過(guò)第二層外邊相等而相反的電流，即兩倍第一層電流。這樣在第二層中流過(guò)兩倍第一層同向的電流，還流過(guò)與第一層相等且反向的電流，凈電流仍然與第一層相同。如Δ深度電阻相同，該層交流損耗為(1＋22)倍單層損耗(I2r）,比外層大5倍。次級情況相仿。磁場(chǎng)分布圖如圖2-5（b）所示，圖中虛線(xiàn)是低頻磁場(chǎng)分布圖。從圖中可以看到，導線(xiàn)內部不存儲能量，高頻時(shí)漏感減少了，但損耗增加太多，用增加導線(xiàn)厚度減少高頻時(shí)漏感是不值得的。

 

圖2-5 高頻多層線(xiàn)圈磁場(chǎng)圖

　　如果每段線(xiàn)圈是n層，初級第n層內表面最大電流是低頻電流的n倍，其外表面反向電流是低頻電流的n-1倍。如果電阻相同，n層的損耗是它的第一層損耗((n-1)2＋n2)倍。所示鄰近效應比集膚效應引起更嚴重的交流損耗。

　　例：一變壓器結構如圖2-5所示。初級3層，變壓器工作頻率為200kHz，導線(xiàn)直徑為0.84mm。線(xiàn)圈工作溫度為100℃。求線(xiàn)圈電阻增加多少倍？

解：

1.線(xiàn)圈工作溫度為100℃，導線(xiàn)的穿透深度為

        

2.因鄰近效應電流集中導線(xiàn)的一邊，有效面積減少倍數為

3．由于鄰近效應，邊緣電流增加，各層電阻增加的倍數為（(n-1)2+n2）

　　第一層是m₁=1倍, 第二層是m₂=1＋2²＝5倍，第三層是m₃=2²＋3²＝13倍。整個(gè)線(xiàn)圈增加的電阻是直流電阻的倍數FR=Rac/Rdc為

倍

　　可見(jiàn)，在多層線(xiàn)圈中，鄰近效應比集膚效應更嚴重。

　　如果將導線(xiàn)直徑減少到接近穿透深度Δ，在每根導線(xiàn)的內外表面的＋和·開(kāi)始合并，部分抵銷(xiāo)了，場(chǎng)部分穿透到導體內部。當導線(xiàn)直徑遠遠小于穿透深度Δ，磁場(chǎng)完全滲透到導體內，導體內的相反電流完全合并而抵銷(xiāo)了，電流分布于每根導線(xiàn)整個(gè)截面。

　　當導線(xiàn)尺寸（層的厚度）小于穿透深度時(shí)，I2R的計算是很復雜的。道威爾（Dowell）給出了正弦波交流電阻的計算方法，如圖2-6所示。圖中縱坐標FR=Rac/Rdc，橫坐標Q為層厚度或導線(xiàn)厚度與穿透深度Δ的比值。對于銅帶和銅箔線(xiàn)圈，層的厚度就是銅帶的厚度。當線(xiàn)圈交錯分段時(shí)，參變量為每段線(xiàn)圈層數。

　　對于每層相互疊繞直徑為d的園導線(xiàn)，有效層厚度為導線(xiàn)直徑的0.83倍。如果園導線(xiàn)層間有間隙，有效層厚度為0.83d,d為導線(xiàn)直徑，s為導線(xiàn)中心距。圓導線(xiàn)Q也可以用以下公式計算：

　　式中h=0.83d，d－導線(xiàn)直徑；Δ－穿透深度；Fl＝Nld/w－銅層系數;Nl－每層匝數；w－層的厚度。對于銅箔，Fl＝1。

圖2-6 交流與直流電阻比和等效銅厚度、層數關(guān)系

    在圖2-6的最右邊，是導體的厚度遠大于穿透深度Δ，FR很大。曲線(xiàn)是平行的。在最左邊，導體厚度遠小于Δ，FR接近1。在圖的中心，曲線(xiàn)隨著(zhù)Q的減少向下彎曲。對于變壓器交流電流分量大，通常選擇FR＝1.5最佳。FR加大，損耗變得很大。要是低于1.5，超過(guò)最小折返點(diǎn)，需要用更細的導線(xiàn)，充填系數減少。FR＝1.5時(shí)， 1 層Q大約1.6，10層大約為0.4。圖2-6在選擇導線(xiàn)直徑時(shí)是非常有用的。如果導線(xiàn)要求截面積較大，應當采用多股線(xiàn)或銅箔。即使用較薄銅帶導致高的直流電阻，但交流電阻可大大減少還是有利的。在直流電感中，交流紋波相對直流分量很?。姼须娏鬟B續）時(shí)，可選取較大FR。

　　如果將初級和次級繞組分段交錯繞制，圖2-7畫(huà)出幾種安排的低頻磁場(chǎng)分布圖。圖(a)在初級次級結合處磁場(chǎng)強度最高。線(xiàn)圈是兩層初級和兩層次級，如果Q＝4，由圖2-6查得FR=13。

　　圖(b)交錯排列，最大磁場(chǎng)強度只有圖(a)的一半。每段1層，仍然Q=4,再由圖2-6查得FR=4。交流損耗電阻大大下降。圖(c)采用初級1/3－次級2/3－初級2/3－次級1/3的安排，從磁場(chǎng)分布圖可以看到最大磁場(chǎng)強度比圖(b)更低。因此，存儲能量更少。更多的分段減少磁場(chǎng)能量，但會(huì )帶來(lái)其它問(wèn)題。

　　雖然圖2-6曲線(xiàn)非常有用，但應記住，圖2-6是正弦波電流下得到的。對于包含豐富諧波的開(kāi)關(guān)電源應用，實(shí)際損耗大于計算值。如果精確計算，必須將電流波形分解成富里葉級數，然后計算電流每次諧波損耗，因為諧波頻率不同，穿透深度不同，損耗也不同。再將各次諧波損耗相加獲得總損耗。工程上估算時(shí)將基波頻率按圖2-6的結果再加50％。

圖2-7 變壓器線(xiàn)圈安排