Hiệu ứng da làm cho dòng điện xen kẽ (AC) tập trung gần bề mặt của dây dẫn khi tần số tăng, làm giảm diện tích cắt ngang hiệu quả mà dòng điện chảy. Điều này dẫn đến sự gia tăng đáng kể điện trở AC so với điện trở dòng trực tiếp (DC). Do đó, điện trở cao hơn góp phần làm tan năng lượng lớn hơn dưới dạng nhiệt, giảm hiệu quả năng lượng tổng thể và tăng tổn thất tín hiệu trên khoảng cách mở rộng trong các ứng dụng tần số cao.
Khi điện trở AC tăng do hiệu ứng da, sự suy giảm tín hiệu trở nên rõ rệt hơn, đặc biệt là trong các kịch bản truyền tần số cao như mạng băng thông rộng và truyền hình cáp (CATV). Sự suy giảm này có thể làm suy giảm cường độ tín hiệu trên khoảng cách dài, yêu cầu khuếch đại tín hiệu thông qua bộ lặp hoặc bộ khuếch đại nội tuyến để duy trì tính rõ ràng và tính toàn vẹn của truyền. Hiểu làm thế nào hiệu ứng da tác động đến sự suy giảm giúp thiết kế và thực hiện các giải pháp quản lý tín hiệu hiệu quả.
Để chống lại tác động của hiệu ứng da, các nhà sản xuất cẩn thận chọn vật liệu dây dẫn có độ dẫn bề mặt cao. Cáp đồng trục tần số cao thường có nhôm đồng (CCA) hoặc dây dẫn đồng mạ bạc, vì bạc có độ dẫn điện cao nhất trong số tất cả các kim loại, tiếp theo là đồng. Sử dụng các vật liệu này làm giảm điện trở ở tần số cao, đảm bảo hiệu quả truyền tín hiệu được cải thiện trong khi vẫn duy trì hiệu quả chi phí so với các dây dẫn đồng rắn.
Bản chất phụ thuộc vào tần số của hiệu ứng da ảnh hưởng đến khả năng đáp ứng tần số và băng thông tổng thể của cáp. Khi tần số tín hiệu tăng lên, tổn thất trở nên nghiêm trọng hơn, điều này có thể dẫn đến sự lan truyền tín hiệu không đồng đều và biến dạng tiềm năng trong các ứng dụng băng rộng. Hiện tượng này phải được tính trong các ứng dụng như truyền dữ liệu tốc độ cao, truyền thông tần số vô tuyến (RF) và phát sóng vệ tinh, trong đó duy trì đáp ứng tần số nhất quán là rất quan trọng đối với hiệu suất đáng tin cậy.
Để giảm thiểu ảnh hưởng của hiệu ứng da, một số dây cáp đồng trục sử dụng các dây dẫn bị mắc kẹt hoặc rỗng được thiết kế để cải thiện độ dẫn bề mặt trong khi giảm sử dụng vật liệu không cần thiết. Các dây dẫn bị mắc kẹt bao gồm nhiều dây mỏng xoắn lại với nhau, tăng diện tích bề mặt hiệu quả có sẵn cho dòng chảy hiện tại, trong khi các dây dẫn rỗng tận dụng thực tế là hiện tại chủ yếu đi dọc theo lớp bên ngoài. Những thiết kế này tối ưu hóa hiệu quả điện trong khi giảm trọng lượng và chi phí, làm cho chúng các giải pháp thiết thực trong các ứng dụng khác nhau.
Khi hiệu ứng da làm tăng điện trở AC, tổn thất năng lượng bổ sung biểu hiện dưới dạng phát nhiệt trong dây dẫn. Nhiệt dư thừa này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt và độ bền của một Cáp đồng trục 500 thân cây , đặc biệt trong các ứng dụng công suất cao như truyền RF công nghiệp hoặc mạng băng thông rộng nặng. Các chiến lược phân tán nhiệt thích hợp, bao gồm thông gió đầy đủ và lựa chọn vật liệu, giúp duy trì độ tin cậy cáp dài hạn và ngăn ngừa sự lão hóa sớm do biến động nhiệt độ quá mức.
