인덕턴스(자체 유도 및 상호 유도)편집자 확인

인덕턴스는 코일이나 도선과 같은 전기 회로 요소가 전류의 변화에 반응하여 유도 기전력을 발생시키는 성질의 척도이다. 물리적으로, 이는 회로 요소가 자기장의 형태로 에너지를 저장하는 능력과 직접적으로 연결된다. 전류가 흐를 때 주변에 자기장이 형성되고, 이 자기장의 변화가 다시 전류의 변화를 방해하는 방향으로 기전력을 유도하는 현상이 핵심이다.

인덕턴스의 물리적 의미는 패러데이의 전자기 유도 법칙과 렌츠의 법칙으로 설명된다. 코일에 흐르는 전류가 변화하면, 그 코일을 관통하는 자기 선속도 변화한다. 이 변화는 코일 자체에 유도 기전력을 발생시키는데, 이 기전력의 방향은 전류 변화를 방해하는 방향이다. 즉, 전류가 증가하려 할 때는 그것을 억제하고, 감소하려 할 때는 그것을 유지하려는 방향으로 작용한다. 이렇게 회로 요소가 자신의 전류 변화에 저항하는 성질을 자기 유도 또는 자체 인덕턴스라고 한다.

인덕턴스의 크기는 코일의 기하학적 구조에 의해 결정된다. 일반적으로 코일의 권수가 많을수록, 코일의 단면적이 클수록, 그리고 코일 내부에 자기 투자율이 높은 철심과 같은 재료가 있을수록 인덕턴스 값은 커진다. 이는 동일한 전류 변화에 대해 더 큰 자기장 변화와 더 큰 유도 기전력을 만들어내기 때문이다.

인덕턴스의 국제 단위는 헨리(henry)이며, 기호는 H로 표기한다. 1 헨리는 회로에 1 암페어(A)의 전류가 흐를 때 1 웨버(Wb)의 자속을 발생시키는 인덕턴스로 정의된다. 이 정의는 자체 인덕턴스 L의 기본 관계식, L = NΦ / I (여기서 N은 코일의 감은 수, Φ는 쇄교 자속, I는 전류)에서 직접 유도된다.

실제 회로에서 사용되는 인덕턴스 값의 범위는 매우 넓기 때문에, 헨리의 배수와 약수를 사용한다. 일반적으로 다음과 같은 접두어가 붙는다.

예를 들어, 전원 필터에 사용되는 초크 코일은 수 밀리헨리(mH)에서 수 헨리(H) 범위의 값을 가지는 반면, 고주파 회로에서 사용되는 인덕터는 나노헨리(nH) 또는 마이크로헨리(µH) 단위의 작은 값을 가진다.

이 단위의 이름은 1830년대 전자기 유도 현상을 독립적으로 발견한 미국의 물리학자 조지프 헨리를 기리기 위해 붙여졌다. 그의 업적을 인정하여 1893년 시카고에서 열린 국제 전기 회의에서 공식적으로 채택되었다[1].

상호 인덕턴스는 두 개의 가까이 위치한 코일 사이에서 발생하는 현상이다. 한 코일에 흐르는 전류가 시간에 따라 변화하면, 그 주변에 자기장이 생성되고 이 자기장 또한 변화하게 된다. 이 변화하는 자기장이 인접한 다른 코일을 통과하게 되면, 패러데이의 전자기 유도 법칙에 따라 두 번째 코일에 유도 기전력이 발생한다. 이렇게 한 회로의 전류 변화가 다른 회로에 전압을 유도하는 현상을 상호 유도라고 하며, 그 정도를 정량화한 물리량이 상호 인덕턴스이다.

상호 인덕턴스의 크기는 두 코일의 기하학적 구조와 상대적 위치에 크게 의존한다. 주요 영향 요인은 다음과 같다.

• 코일의 감은 수 (권수): 두 코일의 권수가 많을수록 상호 인덕턴스는 증가한다.

• 코일의 크기와 모양: 코일의 단면적이 클수록, 그리고 길이가 짧을수록 일반적으로 상호 인덕턴스는 커진다.

• 두 코일 사이의 거리: 코일 간 거리가 가까울수록 상호 인덕턴스는 증가한다.

• 코일의 상대적 방향 (배치): 두 코일의 축이 평행하게 정렬되어 있을 때 상호 인덕턴스가 최대가 되며, 수직이 되면 거의 0에 가까워진다.

• 코일 사이의 매질: 코일 사이에 철심과 같은 고투자율 물질이 존재하면 자기장이 강화되어 상호 인덕턴스가 크게 증가한다.

이러한 조건들을 종합하여 두 코일 간의 자기적 결합 정도를 나타내는 무차원 수치가 결합 계수이다. 결합 계수는 0과 1 사이의 값을 가지며, 1에 가까울수록 완전 결합 상태에 가깝다. 상호 인덕턴스는 변압기, 유도 코일, 무선 전력 전송 등 다양한 전자기기 및 시스템의 기본 동작 원리를 설명하는 핵심 개념이다.

인덕터는 전류의 변화를 방해하는 성질, 즉 인덕턴스를 가진 회로 소자이다. 일반적으로 절연 도선을 코일 형태로 감아 만들어지며, 코일의 권수, 단면적, 길이, 그리고 코일 내부에 채워지는 자기 투자율을 가진 재료(철심 등)에 의해 그 값이 결정된다.

인덕턴스 L의 계산은 코일의 기하학적 구조에 따라 달라진다. 공심(空芯) 솔레노이드의 경우, 그 인덕턴스는 다음과 같은 근사 공식으로 구할 수 있다.

L ≈ μ₀ * N² * A / l

여기서 μ₀는 진공의 투자율, N은 권수, A는 코일의 단면적, l은 코일의 길이이다. 이 공식은 코일의 길이가 단면의 반지름에 비해 충분히 길 때 유효하다. 철심이나 페라이트 코어를 사용하면 투자율 μ가 μ₀보다 훨씬 커지기 때문에 동일한 크기로 훨씬 큰 인덕턴스를 얻을 수 있다.

보다 복잡한 형태의 인덕터나 고주파 영역에서는 표피 효과와 근접 효과로 인한 손실이 증가하며, 코일의 기생 정전용량이 영향을 미친다. 따라서 실제 설계에서는 이론적 계산값에 더해 실험적 측정이나 상세한 시뮬레이션을 통해 정확한 값을 확인한다. 인덕턴스의 계산과 설계는 필터 회로, 전원 공급 장치, 공진 회로 등 다양한 전자공학 응용 분야의 기초가 된다.

렌츠의 법칙은 자체 인덕턴스 현상의 방향성을 결정하는 근본적인 물리 법칙이다. 이 법칙은 "유도 기전력의 방향은 그것을 일으키는 자기 선속의 변화를 방해하는 방향으로 나타난다"고 설명한다. 코일에 흐르는 전류가 변화할 때, 그 전류가 만드는 자기장의 변화에 의해 코일 자체에 유도 기전력이 발생하는 현상이 자체 유도이다. 이때 발생하는 유도 기전력의 극성은 항상 원래 전류의 변화를 저항하는 방향, 즉 전류 증가를 방해하거나 감소를 방해하는 방향으로 나타난다.

이 관계는 수학적으로도 명확히 표현된다. 자체 인덕턴스 L에 의해 유도되는 기전력 ε은 전류 변화율에 비례하며, 렌츠의 법칙을 반영하여 부호가 붙는다. 공식은 ε = -L (dI/dt)로 나타낸다. 여기서 음의 부호(-)가 바로 렌츠의 법칙을 의미하며, 유도 기전력이 전류 변화율(dI/dt)에 반대 방향으로 작용함을 나타낸다. 예를 들어, 회로의 전류가 증가하려 할 때(dI/dt > 0), 유도 기전력은 음의 값(ε < 0)을 가져 증가하는 전류와 반대 방향의 기전력을 발생시켜 그 증가를 억제하려 한다.

따라서, 자체 인덕턴스는 코일이 전류 변화에 대해 가지는 '관성'과 같은 성질을 부여하며, 이 관성의 방향을 규정하는 원리가 바로 렌츠의 법칙이다. 이 법칙은 에너지 보존 법칙의 전자기적 표현으로도 이해될 수 있다. 유도 기전력이 전류 변화를 방해하지 않고 도와주는 방향으로 발생했다면, 무한히 증가하는 에너지가 생성되는 모순이 생기기 때문이다.

상호 인덕턴스는 두 개의 가까이 위치한 코일 사이에서 발생하는 현상이다. 한 코일에 흐르는 전류가 시간에 따라 변화하면, 그 주변에 자기장이 생성되고 이 자기장 또한 변화한다. 이 변화하는 자기장이 인접한 두 번째 코일을 통과할 때(자기 선속), 두 번째 코일에 유도 기전력이 발생한다. 이때, 첫 번째 코일의 전류 변화율에 대한 두 번째 코일에 유도되는 기전력의 비례 상수를 상호 인덕턴스라고 정의한다.

상호 인덕턴스의 발생에는 몇 가지 필수 조건이 존재한다. 가장 중요한 조건은 두 코일이 물리적으로 가까이 위치하여 한 코일에서 발생하는 자기 선속이 다른 코일을 효과적으로 통과해야 한다는 점이다. 또한, 두 코일의 상대적인 배치와 방향(상호 배향)이 중요하다. 두 코일의 축이 평행하게 정렬되어 있을 때 자기 선속의 결합이 최대가 되며, 코일이 수직으로 배치되면 결합은 최소화된다.

이러한 조건들은 결합 계수라는 개념으로 정량화된다. 결합 계수는 0과 1 사이의 값을 가지며, 두 코일 사이의 자기 선속 결합 효율을 나타낸다. 이상적인 변압기는 결합 계수가 1에 가깝도록 설계되어, 한 코일의 에너지를 다른 코일로 최대한 효율적으로 전달한다.

결합 계수는 두 코일 사이의 상호 인덕턴스의 효율을 나타내는 무차원 척도이다. 기호로는 *k*를 사용하며, 그 값은 항상 0과 1 사이(0 ≤ *k* ≤ 1)에 있다. 이 계수는 한 코일의 자속이 다른 코일을 얼마나 효율적으로 통과하는지를 정량화한다. 결합 계수가 1에 가까울수록 두 코일 간의 자기 결합이 완벽에 가깝고, 자속 누설이 거의 없다는 것을 의미한다. 반대로 결합 계수가 0에 가까우면 두 코일 간의 자기 결합이 매우 약하거나 거의 없다는 것을 나타낸다.

결합 계수(*k*)는 두 코일의 자체 인덕턴스 *L₁*, *L₂*와 그들 사이의 상호 인덕턴스 *M*을 사용하여 다음과 같은 수식으로 정의된다.

결합 계수의 값은 코일의 상대적 위치, 방향, 코어의 재질 및 형태에 크게 의존한다. 예를 들어, 동일한 철심에 가깝게 감겨 있고 축이 일치하는 두 코일은 높은 결합 계수(예: 0.95 이상)를 가진다. 반면, 공간상에서 멀리 떨어져 있거나 자속 경로를 공유하지 않는 코일들은 결합 계수가 매우 낮다. 변압기와 같은 장치는 높은 결합 계수를 얻기 위해 코어 설계와 코일 배치를 최적화한다.

변압기는 상호 인덕턴스 현상을 이용하여 교류 전압의 크기를 높이거나 낮추는 장치이다. 기본적으로 하나의 철심에 감겨 있으며 전기적으로 절연된 두 개 이상의 코일, 즉 1차 코일과 2차 코일로 구성된다. 1차 코일에 교류 전류가 흐르면, 이 변화하는 전류는 철심을 통해 변화하는 자기장을 생성한다. 이 변화하는 자기장은 2차 코일을 관통하며, 패러데이의 전자기 유도 법칙에 따라 2차 코일에 유도 기전력을 발생시킨다.

변압기의 입력 전압(1차측)과 출력 전압(2차측)의 비는 두 코일의 감은 턴수 비에 의해 거의 결정된다. 이를 턴수비라고 하며, 다음과 같은 관계가 성립한다.

예를 들어, 2차 코일의 턴수가 1차 코일의 두 배라면(N₂/N₁ = 2), 2차측에는 1차측 전압의 약 두 배에 해당하는 전압이 유도된다. 이를 승압 변압기라고 한다. 반대로 2차측 턴수가 더 적으면 강압 변압기가 된다[3].

변압기는 전력 송배전 시스템에서 핵심적인 역할을 한다. 발전소에서 생산된 전기는 송전 손실을 줄이기 위해 매우 높은 전압으로 승압되어 송전선로로 보내진다. 가정이나 공장 등 사용처 근처에서는 다시 안전한 수준으로 전압을 강압하여 공급한다. 또한 전자기기의 전원 어댑터, 오디오 장비의 임피던스 정합 등 다양한 분야에서 널리 활용된다.

교류 회로에서 인덕턴스는 전류의 변화를 방해하는 성질을 가지며, 이는 저항과 유사하지만 기원이 다른 임피던스라는 복소수 형태의 저항 성분으로 나타난다. 인덕턴스 L을 가진 인덕터에 각주파수 ω(ω = 2πf, f는 주파수)의 교류가 흐를 때, 그 임피던스 Z_L은 허수 단위 j를 사용하여 Z_L = jωL로 표현된다. 이 값은 순수한 리액턴스이며, 그 크기 |Z_L| = ωL은 주파수에 정비례한다[4].

교류 회로에서 인덕터의 전압과 전류는 위상이 다르다. 인덕터를 통과하는 교류 전류는 인가된 전압보다 위상이 90도(π/2 라디안) 뒤진다. 이는 인덕터의 전압이 전류의 변화율에 비례하기 때문이다. 이 위상차는 임피던스를 복소수로 표현할 때 허수부에 해당하며, 전력 계산에서 무효 전력의 원인이 된다.

실제 회로에서는 인덕터에 직렬로 저항 성분(코일의 도선 저항 등)이 존재한다. 이러한 RL 직렬 회로의 전체 임피던스 Z는 저항 R과 인덕턴스의 리액턴스 ωL의 벡터 합으로 구해진다. 크기와 위상은 다음 공식으로 나타낼 수 있다.

이 관계는 필터 설계나 임피던스 매칭과 같은 응용에서 매우 중요하다. 예를 들어, 고주파 신호를 차단하는 로우패스 필터는 인덕터의 고주파에서 높은 임피던스 특성을 활용하여 구성된다.

RL 회로는 저항과 인덕터가 직렬로 연결된 회로이다. 이 회로에 직류 전압을 인가하면, 인덕터에 흐르는 전류는 순간적으로 최대값에 도달하지 않고 시간에 따라 점진적으로 증가한다. 반대로 전원을 차단하면 전류는 즉시 0이 되지 않고 서서히 감소한다. 이와 같은 과도 현상은 인덕터가 전류의 변화를 방해하는 유도 기전력을 발생시키기 때문이다.

전류의 상승 또는 감소 속도는 회로의 시정수에 의해 결정된다. RL 회로의 시정수(τ)는 인덕턴스(L)를 저항(R)으로 나눈 값으로 정의된다(τ = L / R). 시정수의 단위는 초(sec)이다. 시정수는 전류가 최종 정상 상태 값의 약 63.2%에 도달하는 데 걸리는 시간을 의미한다. 일반적으로 전류는 약 5τ의 시간이 지나면 정상 상태에 거의 도달한 것으로 간주한다.

시정수는 회로의 응답 속도를 정량적으로 나타내는 지표이다. 인덕턴스가 크거나 저항이 작을수록 시정수는 커지며, 이는 전류의 변화가 더 느리게 일어남을 의미한다. 이러한 RL 회로의 시간 지연 특성은 타이밍 회로, 신호 형성, 그리고 스파크 방지 회로 등 다양한 전자 응용 분야에서 활용된다.

코일이나 인덕터와 같은 인덕턴스 소자는 전기 에너지를 자기장의 형태로 저장하는 능력을 가진다. 이는 축전기가 전기장의 형태로 에너지를 저장하는 것과 대조적인 특성이다. 회로에 전류가 흐를 때, 인덕터 내부와 주변에 형성된 자기장은 에너지를 보유하게 된다.

저장된 에너지의 양은 인덕터의 자체 인덕턴스 값과 그 순간에 흐르는 전류의 제곱에 비례한다. 수식으로는 E = (1/2) * L * I² 로 표현되며, 여기서 E는 저장된 에너지(단위: 줄), L은 인덕턴스(단위: 헨리), I는 전류(단위: 암페어)이다. 이 관계는 인덕터에 흐르는 전류를 증가시키려면 에너지를 공급해야 하며, 전류를 감소시킬 때는 저장된 에너지를 방출해야 함을 의미한다.

이 에너지 저장 메커니즘은 여러 실용적인 회로 동작의 기초가 된다. 예를 들어, 초크 코일은 이 원리를 이용해 교류 성분을 차단하면서도 직류 성분은 통과시킨다. 또한, 변압기는 한 코일의 자기장 에너지를 다른 코일에 전달하여 전압 변환을 수행한다. RL 회로에서 전류의 서서한 증가와 감소, 즉 과도 현상은 인덕터가 에너지를 저장하고 방출하는 과정에서 비롯된 것이다.

전원 공급 장치에서 인덕턴스를 가진 코일은 주로 초크 코일 또는 리액터로 불리며, 교류 성분을 차단하거나 제한하는 역할을 수행한다. 이는 인덕터가 교류 전류의 변화에 대해 유도 기전력을 발생시켜 저항(리액턴스)으로 작용하는 특성에 기반한다. 직류 전원 장치에서는 교류 전원을 정류한 후 남아 있는 리플 전압을 평활화하는 필터 회로의 핵심 부품으로 사용된다.

초크 코일은 일반적으로 철심을 가진 코일 형태로 제작되어 높은 인덕턴스 값을 얻는다. 정류 회로에서 부하와 직렬로 연결되면, 코일의 높은 임피던스가 교류 성분(리플)을 크게 억제하는 반면, 직류 성분은 쉽게 통과시킨다. 이는 커패시터와 함께 L형 필터 또는 π형 필터를 구성하여 더욱 효과적인 평활 작용을 한다.

스위칭 모드 전원 공급 장치에서는 초크 코일이 에너지 저장 및 전달 요소로도 작동한다. 예를 들어, 벅 컨버터나 부스트 컨버터와 같은 DC-DC 변환 회로에서 인덕터는 스위치가 온(ON) 상태일 때 자기장 형태로 에너지를 저장하고, 스위치가 오프(OFF) 상태일 때 저장된 에너지를 부하로 방출하여 원하는 전압 레벨을 유지한다. 이 과정에서 인덕터의 값은 출력 전압의 리플 크기와 변환 효율을 결정하는 중요한 요소가 된다.

통신 시스템에서 인덕턴스는 주파수 선택적 특성을 이용하여 필터 회로를 구성하는 핵심 소자로 사용된다. 인덕터와 축전기를 조합하면 특정 주파수 대역의 신호를 통과시키거나 차단하는 대역 통과 필터, 대역 저지 필터, 고역 통과 필터, 저역 통과 필터 등을 설계할 수 있다. 이러한 필터는 원하지 않는 주파수 성분인 노이즈를 제거하거나, 특정 주파수 채널만을 분리하여 추출하는 데 필수적이다.

인덕터는 교류 신호에 대해 주파수에 비례하는 유도성 리액턴스를 나타내므로, 저주파 신호는 비교적 쉽게 통과시키지만 고주파 신호는 통과를 억제한다. 이 특성을 활용하여 인덕터와 축전기를 다양한 방식으로 배치함으로써 원하는 주파수 응답 특성을 얻는다. 예를 들어, 인덕터를 직렬로, 축전기를 병렬로 연결하면 저역 통과 필터가 되며, 반대로 배치하면 고역 통과 필터가 된다.

무선 통신에서는 공진 회로가 특히 중요하다. 인덕터와 축전기로 구성된 LC 공진 회로는 특정 공진 주파수에서만 최대의 전압이나 전류를 얻을 수 있다. 이 원리는 라디오 수신기에서 원하는 방송국의 주파수(채널)만을 선택적으로 튜닝하는 데 사용된다. 또한, 인덕터는 고주파 신호의 결합이나 차단을 위해 초크 코일 형태로 회로에 삽입되어, 전원 라인의 노이즈가 신호 처리 부문으로 유입되는 것을 방지한다.

인덕턴스는 전동기와 발전기의 핵심 작동 원리를 구성하는 기본 요소이다. 이들 기기는 전자기 유도 현상을 이용하여 전기 에너지와 기계 에너지를 상호 변환하는 장치이다.

전동기는 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 힘을 받는 원리, 즉 플레밍의 왼손 법칙에 기반하여 작동한다. 전동기 내부의 회전자(전기자)에 흐르는 전류는 고정자(계자)에 의해 생성된 자기장과 상호작용하여 회전력을 발생시킨다. 이 과정에서 회전자 권선의 자체 인덕턴스는 전류의 급격한 변화를 억제하여 회전을 부드럽게 하고, 권선 간의 상호 인덕턴스는 효율적인 에너지 전달에 기여한다. 특히 교류를 사용하는 유도 전동기에서는 회전 자기장을 생성하기 위해 상호 인덕턴스가 결정적인 역할을 한다.

발전기는 이와 반대의 원리, 즉 플레밍의 오른손 법칙에 따라 작동한다. 외부에서 가해진 기계적 에너지로 자석 또는 전자석 사이의 코일을 회전시키면, 코일을 관통하는 자기 선속이 시간에 따라 변화하여 코일에 유도 기전력이 발생한다. 이때 코일의 인덕턴스는 발생하는 기전력의 크기와 파형에 직접적인 영향을 미친다. 발전기의 출력 전압과 주파수는 회전 속도, 자속의 세기, 그리고 권선의 인덕턴스 값에 의해 결정된다. 또한, 발전기에서 발생하는 유도 기전력은 항상 전류의 변화를 방해하는 방향으로 생기는데, 이는 렌츠의 법칙을 따르는 현상이다.

전동기와 발전기의 설계에서는 인덕턴스 값을 정밀하게 제어하는 것이 효율과 성능을 좌우한다. 권선의 감은 수, 철심의 재료와 형태는 기기의 총 인덕턴스를 결정하며, 이는 토크, 출력, 역률과 같은 주요 성능 지표와 직결된다. 과도한 인덕턴스는 전류 변화를 지연시켜 응답 속도를 떨어뜨릴 수 있지만, 적절한 인덕턴스는 스파크 발생을 억제하고 전류 리플을 감소시키는 유익한 효과를 제공한다.

유도 기전력은 패러데이의 전자기 유도 법칙에 따라, 자기 선속의 변화가 있을 때 도체나 코일에 발생하는 기전력이다. 이 현상은 폐회로에 유도되는 전류의 원인이 된다. 유도 기전력의 크기는 회로를 관통하는 자기 선속의 시간적 변화율에 비례하며, 그 방향은 렌츠의 법칙에 의해 변화를 방해하는 방향으로 결정된다.

유도 기전력은 크게 두 가지 방식으로 발생한다. 첫째는 자체 유도에 의한 것으로, 코일에 흐르는 전류가 변화하여 그 코일 자신의 자기장이 변할 때 발생한다. 둘째는 상호 유도에 의한 것으로, 한 코일의 전류 변화가 인접한 다른 코일의 자기 선속을 변화시킬 때 발생한다. 이는 변압기의 기본 작동 원리이다.

패러데이 법칙에 따른 유도 기전력의 크기는 수학적으로 다음과 같이 표현된다.

\[

\mathcal{E} = -N \frac{d\Phi_B}{dt}

\]

여기서 \(\mathcal{E}\)는 유도 기전력, \(N\)은 코일의 감은 수, \(d\Phi_B/dt\)는 자기 선속의 시간 변화율이다. 음의 부호는 렌츠의 법칙을 나타낸다. 코일의 인덕턴스 \(L\)을 이용하면, 자체 유도에 의한 기전력은 \(\mathcal{E} = -L (dI/dt)\)로도 쓸 수 있다.

유도 기전력은 다양한 전기 기기의 핵심이다. 발전기는 기계적 에너지를 사용하여 도체가 자기장 속에서 움직이게 함으로써 유도 기전력을 발생시켜 전기 에너지를 생산한다. 반대로, 전동기는 전류가 흐르는 도체가 자기장 내에서 힘을 받는 원리를 이용하지만, 그 내부에서도 전류 변화에 따른 유도 기전력이 발생한다. 또한, 변압기는 상호 유도에 의한 유도 기전력을 통해 교류 전압의 승강압을 가능하게 한다.

표피 효과는 교류 전류가 도체를 흐를 때, 전류 밀도가 도체 표면 근처로 집중되는 현상이다. 주파수가 높아질수록 이 효과는 더욱 뚜렷해진다.

이 효과의 원인은 도체 내부에 변화하는 자기장이 유도 기전력을 발생시키기 때문이다. 교류 전류에 의해 생성된 변화하는 자기장은 도체 내부에 소위 와전류를 유도한다. 이 유도된 전류는 원래의 전류 흐름을 방해하는 방향으로 작용하여, 도체 중심부의 전류 흐름을 억제하고 결과적으로 전류가 표면으로 밀려나게 만든다. 전류가 흐르는 유효 깊이를 나타내는 표피 깊이는 주파수, 도체의 전도율 및 투자율에 의해 결정된다. 일반적으로 표피 깊이는 주파수의 제곱근에 반비례하여 감소한다.

표피 효과는 고주파 회로 설계에서 중요한 고려 사항이 된다. 이로 인해 고주파에서 도체의 유효 저항이 증가하여 동손이 커지고, 효율이 저하될 수 있다. 이를 완화하기 위해 여러 전략이 사용된다.

이러한 현상은 송전선의 효율, 전동기 및 발전기의 고주파 손실, 그리고 무선 통신 장비의 안테나 설계 등 다양한 전기 공학 분야에서 실질적인 영향을 미친다.