제 1장 와전류탐상검사 이론

 
2-2 표피효과와 침투깊이
원형의 도체에 전류가 흐르면 그 주위에 자계가 생긴다.  자계가 일정하면  dφ/dt=0  이기 때문에 유도 기전력은 생기지 않고 도체 내에는 균일한 전류가 흐른다.  하지만 자속이 변화하면 그 변화가 빠를수록 유도 기전력은 크게 발생하고 이는 공급 기전력과 반대방향이 되어 전류의 흐름을 방해한다.  즉 원형의 도체에 전류에 의한 자계는 도체의 중심부로 갈수록 전류와 쇄교하는 자속이 커지므로 e=-dφ/dt의 유도 기전력이 공급 기전력과 반대 방향으로 되어 전류의 흐름을 방해한다.  따라서 표면 근처의 전류밀도가 크게 된다.  이와같이 표면 근처에 집중해서 전류가 흐르는 현상을 표피효과(skin effect)라 한다.
침투깊이는 전기전도도, 투자율 및 시험주파수가 증가할수록 작아진다.  특히, 이때 유도된 와전류의 밀도가 표면의 약 37%에 해당되는 깊이를 침투깊이라 한다.
여기서 δ는 표준침투깊이(mm), μ는 투자율, σ는 전기전도도(%IACS), f는 시험주파수(Hz)를 나타낸다.  따라서 시험할 재료가 결정되면 그 재료의 투자율과 전기 전도도가 주어지므로 침투깊이는 시험 주파수의 함수가 되므로 와전류 탐상조건 결정시에는 침투깊이와 시험주파수와의 관계를 고려해야 한다
그림은 여러 금속의 경우 시험주파수에 따른 침투깊이를 나타내었다

와전류의 표준 침투깊이는?

전기전도도,투자율 및 시험주파수가 증가할수록 작아진다
전기전도도 및 투자율은 작을수록 주파수는 증가할수록 작아진다