Der Skin-Effekt schreibt vor, dass Ladungen dazu neigen, entlang der Oberfläche eines Leiters zu fließen. Und doch ist der Widerstand eines Materials gleich dem spezifischen Widerstand multipliziert mit der Querschnittsfläche des Materials dividiert durch die Länge. Sollte es nicht auf der Fläche basieren?
Der Skin-Effekt ist ein Effekt der Frequenz.
Bei DC gibt es keinen Skin-Effekt, daher ist der Widerstand eine Funktion des Leiterquerschnitts.
Wenn die Frequenz ansteigt, neigt der Strom dazu, in der Mitte des Leiters abzunehmen, wie Sie sagten. Damit der Strom nur an der Oberfläche des Leiters fließt, sollte die Frequenz des Stroms unendlich sein. In Wirklichkeit fließt in verschiedenen Tiefen des Leiters immer Strom mit unterschiedlicher Dichte, aber niemals "nur an der Oberfläche".
Der Gleichstromwiderstand wird anhand der Querschnittsfläche durch das gesamte Volumen berechnet.
Bei Wechselstrom steigt der Widerstand, da der Strom in weniger Fläche fließt und sich auf die Oberfläche konzentriert. Wenn die AC-Frequenz ansteigt, verringert sich die Skin-Tiefe und der Widerstand nimmt zu.
Bei Stromleitungsfrequenzen von 50–60 Hz liegt die Skin-Tiefe in Kupfer im Bereich von 1 cm, sodass bei den meisten praktischen Leitern der gesamte Querschnitt für Strom verwendet wird.
Bei 1 MHz beträgt die Skin-Tiefe weniger als 0,1 mm, sodass selbst feine Kupferdrähte beginnen, einen erhöhten Widerstand gegenüber Gleichstrom zu zeigen. Bei 1 GHz, dem Beginn der Mobilfunkfrequenzen, sind es 2 µm, sodass selbst eine dünne Beschichtung aus einem anderen Metall auf der Oberfläche den Widerstand dominiert.
mkeith