Calculateur d'épaisseur de peau

L'épaisseur de peau décrit la profondeur de pénétration d'un champ électromagnétique alternatif dans un matériau conducteur. La densité de courant et l'amplitude du champ sont maximales en surface, puis décroissent exponentiellement vers l'intérieur. À une épaisseur de peau, l'amplitude atteint environ 36.8 pour cent de sa valeur en surface. Ce comportement, appelé effet de peau, devient de plus en plus important quand la fréquence augmente. Pour un bon conducteur, le calculateur utilise l'approximation standard : delta est la racine carrée de un divisé par le produit de pi, de la fréquence, de la perméabilité absolue et de la conductivité. La perméabilité absolue est celle du vide multipliée par la perméabilité relative du matériau. La fréquence est saisie en hertz, la conductivité en siemens par mètre et la perméabilité relative comme rapport sans dimension. La profondeur calculée est convertie de mètres en micromètres pour un résultat pratique. La pénétration varie comme l'inverse de la racine carrée de la fréquence. Multiplier la fréquence par cent divise l'épaisseur de peau par dix. La conductivité agit de la même façon : à fréquence égale, le cuivre très conducteur concentre le courant plus près de la surface qu'un moins bon conducteur. Les matériaux magnétiques peuvent avoir une forte perméabilité relative, réduisant encore l'épaisseur de peau. Comme la perméabilité peut varier avec fréquence et intensité du champ, les données mesurées sont préférables pour les alliages magnétiques. Les ingénieurs RF utilisent l'épaisseur de peau pour choisir l'épaisseur des conducteurs, les revêtements et la géométrie des lignes de transmission. Si un conducteur a plusieurs épaisseurs de peau, ajouter de la matière contribue peu au transport du courant haute fréquence. Cela explique l'efficacité des parois de guides d'ondes creux et des minces revêtements conducteurs aux micro-ondes. Les transformateurs et inductances utilisent tôles empilées, feuilles ou fil de Litz pour maîtriser les pertes de peau et de proximité. En blindage, on compare aussi l'épaisseur de tôle à l'épaisseur de peau pour estimer la perte par absorption. L'approximation suppose un bon conducteur uniforme, linéaire et isotrope, ainsi qu'un champ sinusoïdal en régime permanent. Elle ne modélise ni rugosité, conducteurs voisins, effet de peau anormal, courant de déplacement diélectrique, ni propriétés dépendant de la fréquence. Il s'agit donc d'une estimation d'ingénierie, pas d'un remplacement d'une simulation électromagnétique complète. Pour les métaux courants en radiofréquence, elle fournit toutefois une mesure rapide et utile de la concentration du courant et de la pénétration du champ. Utilisez des entrées SI cohérentes, vérifiez conductivité et perméabilité pour l'alliage et la fréquence réels, et prévoyez plusieurs épaisseurs de peau pour les blindages ou conducteurs pratiques.