Hauttiefenformel
Der Umrechnungsrechner für die Hauttiefe verwendet die Formel:
δ = √(ρ / (π × f × μ₀ × μr))
Formelerklärung
Diese Formel berechnet die Eindringtiefe δ, die die Tiefe darstellt, in der elektromagnetische Wellen einen Leiter durchdringen. Hier ist ρ der spezifische Widerstand des Materials in Ohmmetern, f ist die Frequenz in Hertz, μ₀ ist die Permeabilität des freien Raums und μr ist die relative Permeabilität des Materials. Die Eindringtiefe nimmt mit zunehmender Frequenz oder höher leitenden Materialien ab.
Verwendung des Umrechnungsrechners für die Hauttiefe
Der Hauttiefen-Umrechnungsrechner ist nützlich für:
- Entwerfen von Hochfrequenz-PCB-Leiterbahnen und Sicherstellen einer ordnungsgemäßen Stromverteilung.
- Bestimmen der Anforderungen an die Leiterdicke für HF-Komponenten.
- Analyse der Wirksamkeit der elektromagnetischen Abschirmung in Schaltkreisen.
- Schätzung der Leistungsverluste in Leitern bei verschiedenen Frequenzen.
- Lehrdemonstrationen für das Studium der Physik und Elektrotechnik.
Formelbeispiel
Angenommen, wir haben Kupfer mit ρ = 1,678 μΩ·cm, μr ≈ 1 und f = 1 GHz.
Konvertieren Sie ρ in Ohm-m: 1,678 × 10⁻⁸ Ω·m
Mit der Formel:
δ = √(1,678 × 10⁻⁸ / (π × 1×10⁹ × 4π×10⁻⁷ × 1))
Nach der Berechnung beträgt δ ≈ 2,07 μm.
Dies gibt die Tiefe an, in der die Stromdichte für einen Kupferleiter bei 1 GHz auf 1/e ihres Wertes an der Oberfläche abfällt.