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HiFi-Lexikon: Skineffekt bei Stromleitern

Bei einem stromdurchflossenen Leiter baut sich nicht nur um ihn herum, sondern auch im Inneren des Leiters selbst ein Magnetfeld auf. Bei einem Wechselstrom (wie dem Musiksignal) ändert sich dessen Richtung ständig – und damit auch das Magnetfeld im und um den Leiter. Als Folge hiervon wird eine Gegenspannung im Leiter induziert, die dem ursprünglichen Signal entgegensteht und dieses abschwächt. Dieser Effekt tritt in der Leitungsmitte auf und ist frequenzabhängig, d.h. mit steigender Frequenz nimmt die Stärke der „gut leitenden Leiterhaut“ ab bzw. der „schlecht leitende Leitermitte“ zu. Dieses mit steigender Frequenz stärker werdende „Abdrängen“ des Stroms zum Leiterrand nennt man Skineffekt:

Frequenz                           Skindicke (bei rundem Kupferleiter)

   50 Hz                                  > 9 mm

   100 Hz                                   6 mm

   1 kHz                                     2 mm

   5 kHz                                     0,9 mm

   10 kHz                                   0,7 mm

   20 kHz                                   0,4 mm

Angewandt auf den HiFi-Bereich, ist das Problem hierbei nicht nur der Leistungsverlust (Verringerung des effektiven Leitungsquerschnitts = Erhöhung des Widerstandes), sondern störend ist auch der Umstand, dass verschiedene Frequenzspektren des Musiksignals auf unterschiedliche elektrische Kabelparameter treffen. Ein Detailverlust, eine weniger tiefe Bühne und ein „Verschmieren“ gerade der höherfrequenten Signalteile wird diesem Effekt nachgesagt – und da von letzterem insbesondere die Obertöne betroffen sind, wird der Klang insgesamt dumpfer und weniger offen.

Ein Beispiel: Wird bei einem Lautsprecherkabel allein ein möglichst niedriger ohmscher Widerstand angestrebt und daher ein querschnittsstarkes Kabel gewählt, kann dies Probleme verursachen. Die Skindicke bei 20 kHz beträgt 0,4 mm. Betrachten wir zwei Kabel: Eines mit 0,8 mm und das andere mit der 1,6 mm im Durchmesser. Im ersten Kabel wird sich der Skineffekt nicht auswirken, denn die „Haut“ von 0,4 mm entspricht dem Radius des Kabels – ergo herrschen an allen Stellen im Kabel die gleichen Bedingungen. Im zweiten Kabel gibt es dagegen unterschiedliche Bereiche – in der Leitungsmitte (Durchmesser 0,8 mm) sorgt die induzierte Gegenspannung für ein vom Rand unterschiedliches „elektrisches Umfeld“. Je dicker also das Kabel ausfällt, desto eher die durch den Skineffekt erzeugte Tendenz zu unterschiedlichen elektrischen Parametern in diesem Kabel.

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