Der Skin-Tiefen-Rechner hilft dabei, die Dicke zu bestimmen, bei der der elektrische Strom in einem Leiter auf der Grundlage seiner Frequenz, seines spezifischen Widerstands und seiner Permeabilität begrenzt ist. Dieses Tool ist nützlich für Ingenieure und Techniker, die an HF-Leitern und Hochfrequenzkomponenten arbeiten.
Verwendete Formel
δ = √(ρ / (π × f × μ₀ × μr))
Oder :
δ = Hauttiefe (Meter)
ρ = spezifischer Widerstand des Materials (Ω·m)
f = Signalfrequenz (Hz)
μ₀ = Vakuumpermeabilität (4π × 10⁻⁷ H/m)
μr = relative Permeabilität des Materials
Erläuterung
Die Eindringtiefe gibt an, wie weit der Strom effizient in einem Leiter fließt. Je höher die Frequenz, desto stärker nimmt die Hauttiefe ab. Materialien mit geringerem spezifischem Widerstand oder größerer relativer Permeabilität verringern auch die Eindringtiefe. Diese Formel ist für den Entwurf von Hochfrequenzleitern und -schaltungen unerlässlich.
Berechnungsbeispiel
Für einen Kupferleiter mit:
ρ = 1,678 μΩ·cm (umgerechnet in 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
Vorteile und Verwendung
- Ermöglicht die schnelle Berechnung der Hauttiefe für verschiedene Materialien und Frequenzen.
- Hilft bei der Dimensionierung von Leitern und optimiert die HF-Leistung.
- Nützlich für die Gestaltung von Kabeln, gedruckten Schaltungen und Hochfrequenzkomponenten.
- Erleichtert den Materialvergleich und die Wahl des passenden Leiters.