El "efecto superficial" en los conductores eléctricos

Ya hemos visto que la resistencia es una propiedad física de los conductores, que se opone al flujo de los electrones libres. La resistencia aumenta al aumentar la longitud del conductor y por el contrario, desciende cuando aumentamos el calibre del mismo. Ocurre en todos los circuitos, ya sean de corriente directa, continua, o alterna.
Sin embargo, cuando fluye corriente alterna en un conductor, la resistencia que éste presenta es un poco mayor que la resistencia que el mismo conductor presentaría a la corriente directa o continua. Existen dos razones para este aumento de resistencia, ambas se deben al hecho de que cuando fluye corriente alterna en un conductor, origina tensiones (fuerzas) dentro del conductor. Estas tensiones producen pequeñas corrientes independientes, llamadas corrientes circulantes, las cuales representan un aumento de resistencia en el conductor del circuito.
Además de producir corrientes circulantes, las tensiones originadas en un conductor por la corriente alterna, repelen al flujo de electrones libres hacia la superficie del conductor. Por lo tanto, fluye más corriente eléctrica en la superficie del conductor que en el centro del mismo. Es como si virtualmente se redujera el área transversal del conductor y, según hemos visto, una disminución del área transversal produce un aumento en la resistencia. La concentración de la corriente eléctrica cerca de la superficie de un conductor, recibe el nombre de efecto superficial.

Los electrones libres son empujados a la parte más superficial del alambre

Las perdidas en conductores debidas a corrientes circulantes y efecto superficial en circuitos de corriente alterna de 60 Hz, como los usados en las instalaciones eléctricas residenciales, no son muy significativas; por esta razón, se considerarán nulas, y afectan principalmente a los alambres ya que estos están formados por un sólo hilo. Los cables generalmente están formados por alambres trenzados a fin de reducir esas pérdidas por efecto superficial. Esto funciona porque al sumar las áreas superficiales de cada uno de los hilos se obtiene un área superficial mayor que la de un alambre del mismo calibre.

Efecto superficial comparado entre un alambre y un cable de siete hilos del mismo calibre.