电荷只在导线表面，那把导线做成空心的不更好吗？

     电流的形成与电流密度

电流的形成是由于电荷的定向移动，电荷之所以能够移动是由于在电场力的作用下才移动的，况且电荷的移动速度并不快每秒只有几厘米到几米不等。我们之所以认为 电流的速度可达到光速那是由于电场的速度快可以达到如此之快的速度，比如在通信领域用来作为载波的电磁波就是由于电场的“参与”可达到光的速度。

我们在学直流电时接触过一个“电流密度”这样的一个概念，它的表达意思是在单位时间内通过某一单位面积的电量值的大小，因此电流密度是描述电流强弱和流动方向的物理量。如果由某种原因使电荷都聚集在导线表面的话那么导线的电流密度就大，导线中间部分的电流密度就小，我们称为这种现象叫作“趋肤效应”。这种现象只有在高频电流中才会出现，对于直流电或者频率比较低的交流电则导线的电流密度是均匀的并不存在“趋肤效应”。

导线型材

对于直流电来说，用导线传输电能时一般使用实心导线，在交流高压输电时所采用的线路大都采用多根较细导线输电能，在铝绞线中心用钢线这一方面是基于趋肤效应考虑，另一方面也是考虑到增强其机械强度。

在高频电路中由于要考虑到趋肤效应的影响就会采用空心形状的导体，比如有的采用了空心铜排导线、我还清晰的接的我们小时候所用接收电视信号的天线就是用空心的铝导体。

首先，确实有空心的导体。输变电工程中的管形母线，简称管母。主要是用于高压分流所用。使用于110千伏，220千伏和500千伏等特高压工程。可见，电压等级很高，输送的功率很大。

管母的断面

管母应用于变电站

第二，在输送功率时候，导体中有电流流过。有了电流，导体由于有电阻存在，便会发热，所以导线发热成为一个很大的问题。

普通居民用电电压380V和220V，电流比较小，一般也就40A，所以只需要十几个平方毫米的电线就足够。若采用空心的导线，一是加工困难，第二，强度不够，布线过程中有机械张拉，第三，空心的导线，有限面积过小，容易发热。

各种居民使用的低压导线

第三，电荷在表面的集肤效应使用

在输电线路工程中，架空线路就是利用集肤效应。在高压下，由于输送的功率一定，比如50MVA的容量，110kV的电压，电流只有几百安培。所以，可以使用小截面的架空导线。

这就是钢芯铝绞线，中间狠粗的是钢芯，并不用来传输电流，外面一圈的绞线是铝材，强度较低，但是电导率高，中间钢芯用于提高导线的张力，抵抗导线应力。

铝绞线利用集肤效应

当导体中有交流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体的“皮肤”部分，也就是说电流集中在导体外表的薄层，越靠近导体表面，电流密度越大，导体内部实际上电流较小。结果使导体的电阻增加，使它的损耗功率也增加。

蓝色的电荷集中在导体表面

集肤效应，就是导体截面上的电荷密度是不均匀的。

所以，钢芯铝绞线，实质也是一种空心的导体，只是他的空心用钢芯填充，用于受卡而已。