PCB配線抵抗計算機

プリント基板の配線は薄い銅の導体であり、銅は導電性に優れていても測定可能な電気抵抗を持ちます。抵抗は導体の長さ、断面積、材料の抵抗率、動作温度で決まります。この計算機は銅配線を矩形断面としてモデル化し、基本式 R = ρL / A を適用します。長さはミリメートルからメートルへ換算し、配線幅と銅厚から断面積を求めます。標準的な一オンス銅箔は厚さ約 0.0348 mm として扱います。 20°C における銅の抵抗率は約 1.724 × 10⁻⁸ オームメートルです。銅は温まると抵抗率が高くなるため、計算機では摂氏一度あたり 0.00393 の温度係数で補正します。自己発熱が電圧損失を増やし、フィードバック効果を生むため、パワーエレクトロニクスでは重要な補正です。めっきや製造後の銅厚は公称の銅箔重量に対応する厚さと異なる場合があります。厳密な公差が必要な場合は、基板メーカーの仕上がり値を使ってください。 電圧降下はオームの法則 V = IR に従います。熱に変わる電力は P = I²R です。このため、小電流では問題なく見える配線でも、電流が倍になると発熱が電流の二乗に比例して増え、損失が大きくなります。計算した電圧降下を負荷側の許容差と比較してください。低電圧のデジタル電源レール、電流検出経路、モータードライバー、LED電源、バッテリー回路では特に小さな損失が求められます。 結果は均一で直線状の配線の直流抵抗の推定値です。ビア、コネクター、狭窄部、はんだ接合、銅表面の粗さ、接触抵抗は含みません。高周波では表皮効果や近接効果が実効抵抗を増やし、周囲の銅ベタやめっき面も電気的・熱的挙動を変えることがあります。RF構造を扱う際は、これらを個別に加えるか電磁界ソルバーを使用してください。 実際の設計では、一つの区間だけでなく往路と復路の全体を計算します。製造ばらつき、筐体内の温度上昇、過渡電流に対する余裕を確保してください。この計算機は初期の寸法選定や損失確認に役立ちますが、熱的限界はIPCに基づく許容電流の評価方法でも検討し、代表的な実機で確認する必要があります。