趋肤深度计算器

趋肤深度描述交变电磁场能够进入导电材料的深度。电流密度和场振幅在表面最大，随着进入导体的距离增加而呈指数衰减。在一个趋肤深度处，振幅约降至表面值的 36.8 百分比。这种现象称为趋肤效应，随着频率升高，其重要性日益增加。 对于良导体，计算器使用标准近似：delta 等于一除以 pi、频率、绝对磁导率和电导率乘积的平方根。绝对磁导率等于真空磁导率乘以材料的相对磁导率。频率以赫兹输入，电导率以西门子每米输入，相对磁导率则为无量纲比值。计算出的深度由米转换为微米，便于工程使用。 频率与穿透深度呈平方根反比关系。频率提高一百倍，趋肤深度缩小到十分之一。电导率也有同样的规律：在相同频率下，高导电性的铜比电导率较低的材料更能将电流限制在表面附近。磁性材料的相对磁导率可能很大，也会减小趋肤深度。由于磁导率可能随频率与场强变化，磁性合金应优先采用实测材料数据。 射频工程师在选择导体厚度、镀层及传输线几何结构时会使用趋肤深度。若导体已有数个趋肤深度厚，继续增加体积对承载高频电流的帮助很小。这也是空心波导壁和薄导电镀层能在微波频率下有效工作的原因。变压器与电感设计者会使用叠片、箔材或利兹线控制趋肤及邻近效应损耗。屏蔽设计中，也会比较板厚与趋肤深度来估算吸收损耗。 该近似假设材料为均匀、线性、各向同性的良导体，电磁场处于正弦稳态。它不考虑表面粗糙度、邻近导体、反常趋肤效应、介质位移电流或随频率变化的材料性质。因此，它是工程估算，不能替代完整电磁仿真。不过，对于射频下的普通金属，它能快速有效地衡量电流集中程度与场穿透深度。请使用一致的国际单位制输入，核对实际合金与工作频率下的电导率和磁导率，并在实际屏蔽或导体厚度设计中预留数个趋肤深度。