集膚深度計算器

集膚深度描述交變電磁場能穿透導電材料多深。電流密度與場振幅在表面最強，隨著進入導體的距離增加而呈指數衰減。在一個集膚深度處，振幅約降至表面值的百分之 36.8。此現象稱為集膚效應，頻率越高，其影響越重要。 對良導體而言，計算器採用標準近似：delta 等於一除以 pi、頻率、絕對磁導率與電導率乘積的平方根。絕對磁導率是真空磁導率乘以材料相對磁導率。頻率以赫茲輸入，電導率以西門子每公尺輸入，相對磁導率則為無因次比值。算出的深度由公尺換算為微米，方便工程使用。 頻率與穿透深度呈平方根反比關係。頻率增加一百倍，集膚深度縮小為十分之一。電導率也有相同關係：在相同頻率下，高導電性的銅比電導率較低的導體更容易將電流限制在表面附近。磁性材料可能具有很大的相對磁導率，也會使集膚深度更小。磁導率可能隨頻率與場強改變，因此磁性合金最好採用實測材料資料。 射頻工程師選擇導體厚度、鍍層及傳輸線幾何形狀時會使用集膚深度。若導體厚度已達數個集膚深度，繼續增加體積對高頻載流能力的幫助有限。這也是中空波導壁與薄導電鍍層在微波頻率下能有效運作的原因。變壓器與電感設計會使用疊片、箔材或李茲線來控制集膚與鄰近效應損耗。屏蔽設計也會比較板材厚度與集膚深度，以估算吸收損耗。 此近似假設材料是均勻、線性、等向性的良導體，且電磁場為正弦穩態。不包含表面粗糙度、鄰近導體、反常集膚效應、介電位移電流或頻率相依材料性質。因此它是工程估算，不能取代完整電磁模擬。不過，對射頻下的一般金屬而言，它能快速有效地衡量電流集中與場穿透程度。請使用一致的國際單位制輸入，確認實際合金及操作頻率的電導率與磁導率，並在實際屏蔽或導體厚度設計中預留數個集膚深度。