Redistribution dépendante de la fréquence du courant alternatif à l’intérieur des conducteurs, provoquée par les champs magnétiques variables dans le temps provenant de conducteurs voisins, qui concentre le courant et augmente la résistance efficace AC par rapport au cas continu.

Principe

Le flux magnétique produit par les conducteurs adjacents induit des courants de Foucault et modifie la densité de courant locale ; lorsque la fréquence augmente, les courants induits contraignent le courant utile vers des parties de la section déterminées par la géométrie et les champs voisins, augmentant les pertes I²R et modifiant l’impédance.

Démonstration

Scénario illustratif — Situation : deux conducteurs parallèles dans un bobinage haute fréquence transportent des courants dans le même sens. Reconnaissance : le champ temporel de chaque conducteur influe sur l’autre. Action : la distribution du courant se déplace vers les surfaces s’éloignant du voisin (ou vers lui selon la phase), ce qui augmente la résistance AC mesurée du bobinage à la fréquence opératoire. Conséquence : le bobinage chauffe davantage et son impédance diffère des prédictions DC.

Mauvaise application

Confondre effet de proximité et effet pelliculaire : les deux modifient la distribution de courant avec la fréquence, mais l’effet pelliculaire provient des champs auto-induits du conducteur tandis que l’effet de proximité provient des champs de conducteurs voisins. L’erreur est d’attribuer des pertes dépendant de la géométrie voisine au seul effet pelliculaire.

Conséquence

Une résistance AC plus élevée augmente les pertes cuivrées et diélectriques, diminue le facteur Q des inductances, modifie l’impédance des structures de transmission, accroît le chauffage et peut limiter la puissance admissible ou l’efficacité des transformateurs et barres omnibus HF.

Inversion

À basse fréquence l’effet de proximité est négligeable et les approximations de résistance DC restent valables. Il peut être réduit significativement par des choix de conception comme un espacement accru, la transposition des conducteurs, l’emploi de fil litz ou des géométries d’enroulement alternatives.

Limite

Clairement dedans : enroulements de transformateur HF à espacement réduit présentant une résistance AC bien supérieure à la résistance DC. Cas limite : espacement modéré où les pertes de proximité deviennent significatives seulement au-delà d’une certaine fréquence. Clairement hors : pertes hystérésiques dans des matériaux ferromagnétiques ou pertes diélectriques, phénomènes distincts.

Tension sémantique

Conflit entre placement compact et haute densité des conducteurs (pour taille et couplage) et la nécessité de minimiser les pertes induites par proximité ; optimiser les deux peut nécessiter complexité ou coût supplémentaires.

Synthèse

L’effet de proximité est une redistribution de courant induite par des conducteurs voisins qui, conjointement à l’effet pelliculaire, détermine les pertes HF ; l’atténuer exige des modifications géométriques, des conducteurs spécialisés (par ex. litz) ou la transposition.