Efekt Naskórkowości (Skin effect) w kablach głośnikowych

28-06-2023

Czym jest efekt naskórkowości (Skin effect) i kto go odkrył? (Nie tylko fale elektromagnetyczne.)

Czym jest efekt naskórkowości i dlaczego jest tak ważny dla kabli głośnikowych? Po raz pierwszy wyjaśnił to zjawisko w 1887 roku William Thomson, lepiej znany jako Lord Kelvin (urodzony w Anglii), brytyjski fizyk i inżynier, twórca skali Kelvina, a także inżynier i wynalazca telegrafu elektrycznego, który przyniósł mu sławę i fortunę.

Przez efekt naskórkowości rozumiemy tendencję przemiennego prądu elektrycznego do nierównomiernego rozprowadzania się wewnątrz przewodnika. Jego gęstość jest większa na powierzchni i mniejsza w środku. Powoduje to wzrost rezystancji przewodnika, zwłaszcza przy wysokich częstotliwościach. Innymi słowy, część przewodnika nie jest wykorzystywana. Oznacza to większe straty mocy dla tego samego przyłożonego prądu lub mniejszy prąd dla tego samego przyłożonego napięcia, zgodnie z prawem Ohma.

Dlaczego jest to takie ważne w przypadku kabli głośnikowych?

Efekt naskórkowości ma fundamentalne znaczenie, ponieważ wpływa nie tylko na przepływ prądu elektrycznego, ale także na każdy interkonekt, w torze audio. Efekt naskórkowości oznacza, że gęstość przepływu prądu maleje w miarę zwiększania odległości od powierzchni.

Istnieje pewne nieporozumienie co do efektu naskórkowości i jego praktycznych konsekwencji dla częstotliwości dźwiękowych, czyli czy powoduje on szkody inne niż po prostu utrata dźwięku. Problemy wynikają z faktu, że już przed utratą dźwięku efekt naskórkowości powoduje zmiany w wartościach rezystancji i indukcyjności. Te wartości będą się ciągle zmieniać w zależności od odległości powierzchni przewodnika. Jeśli przekrój przewodu jest zbyt duży, efekt naskórkowości wpłynie również na reprodukowane częstotliwości dźwiękowe. Delikatne informacje o wysokiej częstotliwości będą spłaszczone, powodując tępy dźwięk i utratę szczegółów.

Konsekwencje efektu naskórkowości

Kabel "brzmi" słabiej na reprodukowanych wysokich częstotliwościach, zmniejszając je. Ten problem jest najbardziej zauważalny w przypadku kabli głośnikowych, gdzie przekroje przewodników są większe, a długość samego połączenia jest jeszcze dłuższa. W przypadku kabli z typu interkonekt efekt naskórkowości ma mniejszy wpływ, ponieważ działa poza pasmem dźwiękowym. Natomiast konsekwencji może być wciąż wiele, a najczęstsze to:

  1. Ciemne i ponure tony
  2. Rozdęty i nienaturalny bas (efekt głośności)
  3. Utrata równowagi tonalnej
  4. Pogorszenie dynamiki
  5. Utrata trójwymiarowości

Efekt naskórkowości wpływa na jakość kabli i to, jak bardzo wpływają one na transmisję dźwięku, szczególnie jeśli chodzi o kable głośnikowe, biegnące od wzmacniacza do głośników.

Jednym z możliwych rozwiązań jest pokrycie przewodnika srebrem. Ten metal ma niższą rezystywność niż miedź, ale kable z posrebrzanymi przewodnikami sztucznie podbarwiają dźwięk, co ma tendencję do podkreślania wyższych częstotliwości, nie dając słuchaczowi neutralnego dźwięku.

Rozwiązanie firmy Ricable dla efektu naskórkowości

Nasze testy wykazały, że zwiększenie liczby drutów na przewodnik, przy jednoczesnym ich wielkości podczas procesu przetwarzania miedzi, skutkuje znaczną redukcją efektu naskórkowości. Innymi słowy, technologia Ricable wykorzystuje pojedynczy przewodnik wystarczająco mały, aby usunąć słyszalne zniekształcenia spowodowane efektem naskórkowości poza zakres dźwiękowy.

Kilka lat temu firma Ricable wprowadziła przewodniki wykonane w technologii AM-RCC do kabli zasilających, osiągając imponujące rezultaty. Od tego czasu badania skupiły się na dalszym udoskonalaniu przewodników. W tym celu dokonano ulepszeń w kilku punktach.

Pierwszy dotyczy argumentu z przewodnikami wielodrutowymi (Multi-Core), z drutami o grubości np. zaledwie 0,08 mm w przypadku serii Invictus (Przewodniki wielodrutowe (Multi-Core) zapewniają zauważalną redukcją efektu naskórkowości w porównaniu z przewodami jednodrutowymi (Single Core), zwanymi również litymi rdzeniami). Drugi punkt to przewody o dużym przekroju. Większa powierzchnia przewodząca zawsze zapewnia niższą rezystancję.

Trzecią cechą zaprojektowaną przez Ricable w celu zmniejszenia efektu naskórkowości są wtyki wykonane w technologii RCCP (Ricable Copper Connector Project). Dzięki zastosowaniu miedzi zamiast mosiądzu we wtykach, efekt naskórkowości w złączach jest również zmniejszony. Ostatecznie przeprowadzone badania i prace badawcze zaowocowały nowym przewodnikiem wykonanym w technologii MARC© - Multicore Annealed Ricable Conductor, który charakteryzuje całą produkcję - Primus, Magnus, Dedalus i Invictus.

Dokonane ulepszenia umożliwiły wyprodukowanie przewodnika miedzianego o czystości 7N (99,99999%), który jest bardziej plastyczny niż jego poprzednik, a to dzięki zmniejszeniu liczby drutów na metr o 25% w porównaniu z przewodnikiem AM-RCC. To wdrożenie produkcyjne umożliwiło wytwarzanie skrętek, które są gładsze na powierzchni, bardziej plastyczne i mają mniejszą średnicę.

My, jako pasjonaci, pracowaliśmy nad znalezieniem rozwiązania efektu naskórkowości, które naprawdę nas satysfakcjonuje w 100%. Różnice między kablami w całej produkcji w wyjątkowy sposób eliminują efekt naskórkowości. Niezależnie od tego, czego potrzebuje Twój system, możesz przejrzeć nasze kable głośnikowe.

ODKRYJ PRODUKTY RICABLE