Redistribución dependiente de la frecuencia de la corriente alterna dentro de conductores, causada por los campos magnéticos variables en el tiempo de conductores vecinos, que concentra la corriente y aumenta la resistencia AC efectiva respecto al caso DC.

Principio

El flujo magnético producido por conductores cercanos induce corrientes de Foucault y altera la densidad de corriente local; al aumentar la frecuencia, las corrientes inducidas fuerzan la corriente utilizable hacia porciones del área de sección determinadas por la geometría y los campos vecinos, elevando pérdidas I²R y cambiando la impedancia.

Demostración

Escenario ilustrativo — Situación: dos conductores paralelos en un bobinado de alta frecuencia conducen corrientes en el mismo sentido. Reconocimiento: el campo variable de cada conductor influye en el otro. Acción: la distribución de corriente se desplaza hacia superficies alejadas del vecino (o hacia él según la fase), aumentando la resistencia AC medida del bobinado a la frecuencia de funcionamiento. Consecuencia: el bobinado se calienta más y su impedancia difiere de la predicha en DC.

Aplicación incorrecta

Confundir efecto de proximidad con efecto piel: ambos cambian la distribución de corriente con la frecuencia, pero el efecto piel proviene de los campos autoinducidos del conductor mientras que el efecto de proximidad proviene de campos de conductores vecinos. El error es atribuir pérdidas dependientes de la geometría vecina únicamente al efecto piel.

Consecuencia

Mayor resistencia AC incrementa pérdidas en cobre y dieléctricas, reduce el factor Q de inductores, altera la impedancia de estructuras de transmisión, aumenta el calentamiento y puede limitar la potencia manejada o la eficiencia en transformadores y barras colectoras HF.

Inversión

A bajas frecuencias el efecto de proximidad es despreciable y las aproximaciones de resistencia DC son válidas. Se puede reducir sustancialmente con opciones de diseño como mayor separación, transposición de conductores, hilos litz o geometrías de bobinado alternativas.

Límite

Claramente dentro: bobinados de transformador HF de espacio reducido que muestran resistencia AC muy superior a la DC. Caso límite: separación moderada donde las pérdidas por proximidad solo son significativas por encima de cierta frecuencia. Claramente fuera: pérdidas por histéresis en materiales ferromagnéticos o pérdidas dieléctricas, fenómenos distintos.

Tensión semántica

Tensión entre colocación compacta y alta densidad de conductores (por tamaño y acoplamiento) y la necesidad de minimizar pérdidas por proximidad; optimizar ambos suele requerir complejidad o coste adicional.

Síntesis

El efecto de proximidad es una redistribución de corriente inducida por vecinos que, junto con el efecto piel, gobierna las pérdidas HF; mitigarlo eficazmente exige cambios geométricos, conductores especializados (por ejemplo, litz) o transposición.