스킨 깊이 계산기
도체 내 전자기장의 표면 깊이 (침투 깊이) 를 주파수 및 재료 특성의 함수로 계산합니다.
공식
\delta = \sqrt{\frac{2}{\omega \mu \sigma}} = \sqrt{\frac{1}{\pi f \mu_0 \mu_r \sigma}}
참고: Griffiths, "Introduction to Electrodynamics" 4th ed., Chapter 9
작동 방식
표면 깊이는 교류 전류가 도체를 얼마나 깊이 관통하는지를 설명하는 무선 주파수 (RF) 엔지니어링의 중요한 매개변수입니다.주파수가 증가하면 표피 효과로 인해 전류가 도체 표면 근처에 집중되는 경향이 있습니다.이러한 현상은 도체 내부의 자기장을 변화시키면 와전류가 생성되어 1차 전류를 도체의 외부 층으로 밀어내기 때문에 발생합니다.표면 깊이 (δ) 는 주파수 (f), 자유 공간의 자기 투과율 (μ0), 물질의 상대 자기 투과율 (μr), 전기 전도도 (σ) 와 같은 몇 가지 주요 재료 특성에 따라 달라집니다.수학적으로 피부 깊이는 전류 밀도가 표면값의 1/e (약 37%) 로 떨어지는 깊이를 나타냅니다.구리와 같은 우수한 전도체의 경우 주파수가 높을수록 이러한 효과가 두드러져 RF 및 마이크로파 애플리케이션의 신호 전송, 전력 손실, 도체 설계에 상당한 영향을 미칩니다.
계산 예제
실용적인 팁
- ✓RF 애플리케이션을 위해 전도성이 높고 자기 투과율이 낮은 전도체 재료를 선택하십시오.
- ✓고주파 회로에는 더 얇은 구리층 또는 특수 RF 기판 사용
- ✓표면 전도도를 최적화하기 위한 전기 도금 기법 고려
흔한 실수
- ✗고주파 회로 설계의 표피 깊이 효과를 무시하여 예기치 않은 신호 감쇠 발생
- ✗주파수에 따른 전류 분포를 고려하지 않고 균일한 도체 두께 사용
- ✗깊이에 따른 기하급수적 감쇠 대신 선형 전류 침투를 가정
자주 묻는 질문
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