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Calculadora de resistência a traços de PCB

Calcule a resistência DC do traço de cobre do PCB a partir da largura, comprimento, espessura e temperatura. Inclui resistência da folha e coeficiente de temperatura.

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Fórmula

R = \rho(T) \cdot \frac{L}{W \cdot T_c}

Referência: IPC-2221B; copper ρ₂₀ = 1.72×10⁻⁸ Ω·m, α = 3.93×10⁻³ /°C

ρ(T) — Resistivity at temperature T (Ω·m)
L — Trace length (m)
W — Trace width (m)
Tc — Copper thickness (m)

Como Funciona

O cálculo da resistência do traço de PCB é um aspecto crítico do projeto eletrônico, envolvendo a compreensão de como a condutividade elétrica muda com as propriedades e a temperatura do material. A resistência de um traço condutor depende de quatro fatores principais: resistividade (ρ), comprimento (L), largura (W) e espessura (T) do traçado. O cobre, o condutor de PCB mais comum, tem uma resistividade básica de 1,724e-8 Ω · m a 25° C. Conforme a temperatura aumenta, a rede atômica do material se torna mais energética, causando maior espalhamento de elétrons e, consequentemente, maior resistência. O coeficiente de temperatura (α) quantifica essa mudança de resistência, que para o cobre é de aproximadamente 0,00393/°C. Os engenheiros devem considerar esses fatores para garantir o fornecimento preciso de energia, minimizar as quedas de tensão e evitar a possível degradação térmica do desempenho em circuitos de alta corrente ou precisão.

Exemplo Resolvido

Considere um traço de cobre de 50 mm de comprimento e 0,5 mm de largura com 35 µm de espessura em um PCB FR4 padrão. Usando ρ (cobre) = 1,724e-8 Ω · m e α = 0,00393/°C, calcule a resistência do traço a 75°C. Primeiro, calcule a resistência básica a 25°C: R = (1,724e-8 · 0,050)/(0,0005 · 0,000035) = 0,0246 Ω. Em seguida, aplique a correção de temperatura: R (75°C) = 0,0246 · [1 + 0,00393 · (75-25)] = 0,0318 Ω. Isso demonstra como mesmo mudanças modestas de temperatura podem afetar a resistência ao traço.

Dicas Práticas

  • ✓Use traços mais largos para caminhos de alta corrente para minimizar a resistência
  • ✓Considere os efeitos da temperatura em circuitos críticos de potência ou sinal de precisão
  • ✓Valide cálculos de resistência de traço com ferramentas de simulação

Erros Comuns

  • ✗Negligenciar as variações de largura e espessura do traço ao estimar a resistência
  • ✗Assumindo resistividade constante em todas as temperaturas sem fator de correção
  • ✗Ignorando as limitações de densidade de corrente em traços estreitos ou finos

Perguntas Frequentes

Traços mais largos têm menor resistência devido ao aumento da área da seção transversal. A largura do traço é inversamente proporcional à resistência.
Sim, especialmente em circuitos de alta corrente ou traços longos. Mesmo pequenas resistências podem criar quedas de tensão significativas.
Diferentes graus de cobre têm uma resistividade ligeiramente variável. O cobre eletrolítico e eletrodepositado tem pequenas diferenças de resistência.
Os cálculos típicos têm precisão de ± 10%, dependendo das tolerâncias de fabricação e das variações do material.
A capacidade atual depende da largura do traço, da espessura e do aumento da temperatura. O IPC-2221 fornece diretrizes abrangentes de transporte de corrente.

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