交變電流通過導線時，電流在導線橫截面上的分布是不均勻的，導體表面的電流密度大于中心的密度，且交變電流的頻率越高，這種趨勢越明顯，該現象稱為趨膚效應(skin effiect)，趨膚效應也稱集膚效應。

趨膚效應（ skin effect），在“GB/T 2900.1-2008電工術語基本術語”中定義如下：

由于導體中交流電流的作用，靠近導體表面處的電流密度大于導體內部電流密度的現象。

注1：隨著電流頻率的提高，趨膚效應使導體的電阻增大，電感減小；

注2：在更一般的情況下，任何隨時間變化的電流都產生趨膚效應。

No.1 趨膚效應原理

趨膚效應實際上是渦流的體現，渦流是電磁感應的一種體現方式，但是，某些文獻簡單的認為，由于電流流過導體時，導體中心處的磁感應強度大，因電磁感應產生的感應電動勢大，根據楞次定理，感應電動勢將阻礙電流的變化，這種說法是錯誤的。

以截面為圓形的長直導線為例，其磁場分布如下圖1所示。

圖1、截面積為圓形的長直導線內部磁場分布圖

根據安培環路定理，磁場強度H沿閉合回路的線積分等于閉合回路包含的電流的代數和，與閉合回路之外的電流無關。均勻材質的導體中，磁感應強度B與磁場強度成正比，選閉合回路為圖中所述的各條磁力線，可知，越靠近導體中心，磁力線包圍的電流越小，在導體軸線上，磁感應強度為零。

實際上，趨膚效應是渦流效應的結果，如圖2所示：

圖2、渦流與趨膚效應

如圖，電流I流過導體，在I的垂直平面形成交變磁場，交變磁場在導體內部產生感應電動勢，感應電動勢在導體內部形成渦流電流i，渦流i的方向在導體內部總與電流I的變化趨勢相反，阻礙I變化，渦流i的方向在導體表面總與I的變化趨勢相同，加強I變化。在導體內部，等效電阻變大，而導體表面的等效電阻變小，交變電流趨于在導體表面流動，形成趨膚效應。
趨膚效應使導線通過交變電流的有效截面積減小了，導線的電阻增大了。

趨膚效應下導體的等效電阻變化了，這個等效電阻，稱為交流電阻，交流電阻與電流的頻率有關，頻率越高，交流電阻越大。

No.2 趨膚深度

定義從表面到電流密度下降到表面電流密度的0.368（即1/e）的厚度為趨膚深度或穿透深度

可見趨膚深度與頻率的開方成反比，與電阻率的開方成正比。下表是20℃時銅的的趨膚深度表。

通過程序計算，我們可得銅的趨膚深度與頻率的關系曲線。當頻率F=2600MHz時，對應的趨膚深度為1.287um

No.3 趨膚效應的不利影響

傳輸交流電流時，由于趨膚效應的影響，導致導線的等效電阻增加，損耗增大。
1、趨膚效應對于高頻電流的傳輸影響甚大。對于傳輸高頻電流的導線，通常采用下述方法改善其傳輸性能：
a、既然趨膚效應使電流趨于表面流動，那么，相同截面積的導線，表面積越大，等效電阻越小，因此，利用互相絕緣的多根細導線代替單根實心導線，可以改善降低導線的交流電阻。
b、既然趨膚效應使電流趨于表面流動，那么，將其表面鍍銀或鍍金，降低表面電阻，可以改善導線的交流電阻。
c、既然趨膚效應使電流趨于表面流動，那么，將其制作成空心導線，其導電效果與實心導線基本相當，但是，可以節省材料。
2、對傳輸工頻大電流不利
為了傳輸更大的電流，對于大電流傳輸，通常導體截面積較大，遠離表面的中心處，電流密度還是會明顯減小，因此，傳輸交流大電流的導體，通常制作成截面積為長方形，而不是圓形或正方形，并且，一般不能太厚，對于50Hz的工頻交流電，導體為銅，其趨膚深度約8mm，這樣，對于厚度大于16mm的銅排，其中心層電流密度已經非常小了，因此，用于傳輸工頻電流的銅排的厚度一般小于12mm。

No.4 趨膚效應的應用

電流流過導體，產生熱量，趨膚效應使電流趨于表面流動的特性，可應用于金屬表面熱處理，通常稱表面淬火。表面淬火的過程如下：

在一個感應線圈中通以高頻交流電，線圈內部會產生頻率相同的高頻交變磁場，或將金屬導體置于交變磁場中，只要交變磁場足夠大，頻率足夠高，趨膚效應將導致導體表面溫度迅速上升至淬火溫度，之后迅速冷卻金屬導體，可使表面硬度增大。而導體內部的溫度還遠低于淬火溫度，在迅速冷卻后仍保持韌性。