Calculadora de Profundidade de Pele | rfcalclab.com
Calcule a profundidade pelicular de condutores de alta frequência para determinar a resistência CA e as perdas do condutor. Analise o efeito pelicular em cobre, prata e ouro para o projeto de circuitos de micro-ondas e RF.
Como usar a calculadora de profundidade pelicular
Selecione um material condutor ou insira resistividade (ρ) e permeabilidade relativa (μr) personalizadas. Insira a frequência para ver com que profundidade a corrente de RF penetra na superfície do metal. A ferramenta avalia δ = √(ρ / (π·f·μr·μ₀)), em que μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m; a profundidade pelicular é a profundidade na qual a densidade de corrente cai para cerca de 37 % (1/e) do seu valor na superfície.
Em frequências altas, a corrente se concentra perto da superfície (efeito pelicular), aumentando a resistência CA efetiva. Para o cobre (ρ ≈ 1,72×10⁻⁸ Ω·m, μr = 1) a profundidade pelicular é de cerca de 66 µm a 1 MHz, mas encolhe para apenas ~2,1 µm a 1 GHz — observe que ela varia com 1/√f, de modo que um aumento de 100× na frequência reduz a profundidade em 10×. É por isso que muitos componentes de RF são prateados ou dourados, já que a corrente nunca alcança o metal base mais barato por baixo.
Os resultados ajudam na seleção de espessuras de revestimento adequadas e no projeto de indutores de alto Q ou linhas de transmissão de baixa perda. Uma regra prática é fazer o revestimento condutor com pelo menos três a cinco profundidades peliculares de espessura, para que o metal da superfície conduza praticamente toda a corrente. Condutores magnéticos como níquel ou ferro têm μr alto, resultando em profundidades peliculares muito menores e perdas muito maiores em RF — uma razão pela qual conectores e acabamentos de PCB ferrosos são evitados em caminhos de sinal críticos.
Tópicos relacionados
- profundidade de pele
- efeito pelicular
Perguntas frequentes
- O que é o efeito pelicular?
- O efeito pelicular é a tendência de uma corrente alternada de se distribuir em um condutor de forma que a densidade de corrente seja maior perto da superfície e diminua com a profundidade.
- Por que a profundidade pelicular é importante em RF?
- Em frequências RF, a profundidade pelicular é extremamente pequena (micrômetros). Apenas a camada superficial do condutor transporta corrente. Revestir com um metal altamente condutor (como prata) reduz significativamente as perdas.
- A permeabilidade do material afeta a profundidade pelicular?
- Sim. Materiais magnéticos (alta permeabilidade) como ferro ou níquel têm profundidades peliculares muito menores que materiais não magnéticos como cobre, levando a perdas mais altas em altas frequências.