Le calculateur de profondeur de peau permet de déterminer l’épaisseur à laquelle le courant électrique se limite dans un conducteur en fonction de sa fréquence, de sa résistivité et de sa perméabilité. Cet outil est utile pour les ingénieurs et techniciens travaillant sur les conducteurs RF et les composants haute fréquence.
Formule utilisée
δ = √(ρ / (π × f × μ₀ × μr))
où :
δ = profondeur de peau (mètres)
ρ = résistivité du matériau (Ω·m)
f = fréquence du signal (Hz)
μ₀ = perméabilité du vide (4π × 10⁻⁷ H/m)
μr = perméabilité relative du matériau
Explication
La profondeur de peau indique jusqu’où le courant circule efficacement dans un conducteur. Plus la fréquence est élevée, plus la profondeur de peau diminue. Les matériaux avec une résistivité plus faible ou une perméabilité relative plus grande réduisent également la profondeur de peau. Cette formule est essentielle pour concevoir des conducteurs et des circuits à haute fréquence.
Exemple de calcul
Pour un conducteur en cuivre avec :
ρ = 1,678 μΩ·cm (converti en Ω·m = 1,678 × 10⁻⁸ Ω·m), μr = 0,999991, f = 1 GHz :
δ = √(1,678 × 10⁻⁸ / (π × 1×10⁹ × 4π×10⁻⁷ × 0,999991)) ≈ 2,1 μm
Avantages et Utilisation
- Permet de calculer rapidement la profondeur de peau pour différents matériaux et fréquences.
- Aide à dimensionner les conducteurs et optimiser les performances RF.
- Utile pour la conception de câbles, circuits imprimés et composants haute fréquence.
- Facilite la comparaison entre matériaux et le choix du conducteur approprié.
