Скін-ефект – основа індукційних електромагнітних зондувань

Скин-эффект (от англ. skin — кожа, оболочка), поверхностный эффект, затухание электромагнитных волн по мере их проникновения в глубь проводящей среды, в результате которого, например, переменный ток по сечению проводника или переменный магнитный поток по сечению магнитопровода распределяются не равномерно, а преимущественно в поверхностном слое. С.-э. обусловлен тем, что при распространении электромагнитной волны в проводящей среде возникают вихревые токи, в результате чего часть электромагнитной энергии преобразуется в теплоту. Это и приводит к уменьшению напряжённостей электрического и магнитного полей и плотности тока, т. е. к затуханию волны.Эффект проникновения электромагнитного поля в среду с потерями на конечную глубину составляет суть скин-эффекта. Количественной характеристикой скин-эффекта является глубина проникновения электромагнитного поля в среду с потерями, называемая толщиной скин-слоя

Одними из ведущих электроразведочных методов при решении структурных геологических задач, при поиске и разведке рудных месторождений, месторождений нефти и газа являются электромагнитные (индукционные) зондирования с контролируемыми (искусственными источниками). Основой электромагнитных зондирований является изучение во временной и частотной областях компонент электромагнитного поля токов, индуцированных в земле источниками различных типов. Наиболее распространенными источниками электромагнитного поля являются незаземленная горизонтальная петля (вертикальный магнитный диполь) и заземленный электрический кабель (горизонтальный электрический диполь), в которые подается электрический ток в виде прямоугольных импульсов. В случае частотного зондирования (ЧЗ) измеряются амплитуды и фазовые сдвиги электрических и магнитных компонент, а в методе ЗС регистрируется становление поля в зависимости от времени, отсчитываемого с момента включения или выключения тока.

Эффект зондирования здесь достигается за счет увеличения глубины проникновения поля с уменьшением скорости его изменения (скин-эффект). Глубиной проникновения электромагнитного поля в землю () называется расстояние, на котором амплитуда волны уменьшается в раз. (1)

где - среднее сопротивление горных пород, а Т - период колебаний электромагнитного поля. Следующее важное следствие, вытекающее из формулы (1), заключается в том, что глубина проникновения электромагнитного поля в землю тем больше, чем выше сопротивление горных пород. В изоляторе поле распространяется сколь угодно далеко, практически не затухая, а в хорошем проводнике стремится к нулю. Таким образом открывается возможность не изменяя расстояния между источником и приемником изучать свойства среды на различной глубине изменяя частоту поля.