电子电路模电数电计算器
Skin Effect Calculator - Calculate Skin Depth
趋肤效应深度计算器
高频电流会挤向导体表面，有效导电截面变小、交流电阻上升。趋肤深度定义为电流密度降到表面 1/e 处的深度，铜在 1 MHz 时只有 66 µm，10 MHz 时约 21 µm。做高频变压器、大电流母线和射频走线时，这是选材的第一依据。
使用方法
- 选择导体材料（铜、铝、银）
- 填入工作频率
- 读取趋肤深度、对应频率下的交流电阻倍数与建议线径
计算公式
| 趋肤深度 | δ = √(ρ / (π · f · µ)) ρ 电阻率，µ 磁导率 |
|---|---|
| 铜的实用式 | δ(mm) ≈ 0.066 / √(f_MHz) 20 ℃ 铜，1 MHz 时约 66 µm |
| 交流电阻比 | Rac/Rdc ≈ d / (4δ) 圆导线直径 d 远大于 δ 时成立 |
计算示例
开关电源工作在 100 kHz，铜导体
- δ = 0.066 / √0.1 ≈ 0.21 mm
- 1 mm 直径导线的 Rac/Rdc 已明显大于 1
- 改用多股绞合线或利兹线，单股直径取 0.2 mm 以下
结果：趋肤深度约 0.21 mm，1 mm 单线的高频损耗显著
要点与常见误区
- 趋肤深度与频率是平方根关系：频率升高 100 倍，深度只减到十分之一。
- 利兹线每根单丝直径应小于 2 倍趋肤深度，否则效果大打折扣。
- 高频下导线表面镀银能降低损耗，因为电流本就集中在表层。
常见问题
- 为什么高频要用多股线？
- 多股细线把有效导电面积分摊到每根线的表层，等效交流电阻比同截面单根线低得多。
- 50 Hz 工频要考虑趋肤效应吗？
- 基本不用。50 Hz 下铜的趋肤深度约 9.4 mm，普通导线截面远小于此。
- PCB 铜箔厚度怎么选？
- 高频时 1 oz 铜（35 µm）已接近 10 MHz 的趋肤深度，再增厚对降损无益，反而增加蚀刻误差。
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