Paritian

Electricidad

Calculadora de Profundidad de Penetración (Efecto Pelicular)

A qué profundidad circula realmente la corriente alterna en un conductor a una frecuencia dada, el hilo más grueso que compensa usar y una estimación de la resistencia extra en CA.

Resultados

Profundidad de penetración 0,206288 mm
Mayor hilo que compensa usar (2δ) 0,412577 mm
Resistencia en CA frente a CC (estimación) 1,53 ×
Cómo varía
Profundidad de penetraciónFrecuencia 10 – 500. Profundidad de penetración: 0,652341 → 0,092255Profundidad de penetración00,20,40,60,8100200300400500Frecuencia (kHz)

La línea discontinua marca el valor que ha escrito.

Qué hace esta herramienta

La corriente alterna no usa todo el hilo: las corrientes de Foucault que induce la empujan hacia la superficie, y la densidad de corriente cae en un factor e por cada profundidad de penetración. En el cobre esa profundidad es de unos 9 mm a 50 Hz, pero solo unos 0,2 mm a 100 kHz y 6,5 µm a 100 MHz, y por eso los transformadores de las fuentes conmutadas usan hilo de Litz y los conductores de radio suelen ser tubos plateados. Un material magnético la reduce mucho más, así que el acero tiene una profundidad mucho menor que el cobre a pesar de su mayor resistividad. La relación de resistencias trata la corriente como si llenara un anillo de una profundidad de espesor, una buena estimación cuando el hilo mide varias profundidades de diámetro.

Fórmula

δ = √(ρ ÷ (π f μ₀ μᵣ))

Variables

SímboloSignificadoUnidad
fFrecuenciakHz
roResistividadnΩ·m
mrPermeabilidad relativa µr—
dwDiámetro del conductormm
DProfundidad de penetraciónmm
MSMayor hilo que compensa usar (2δ)mm
RRResistencia en CA frente a CC (estimación)×

Ejemplo resuelto

  • Frecuencia100 kHz
  • Resistividad16,8 nΩ·m
  • Permeabilidad relativa µr1
  • Diámetro del conductor1 mm
  • Profundidad de penetración0,206288 mm
  • Mayor hilo que compensa usar (2δ)0,412577 mm
  • Resistencia en CA frente a CC (estimación)1,53 ×

Limitaciones

  • El resultado es una estimación basada solo en los valores introducidos. Las situaciones reales suelen incluir factores que esta calculadora desconoce.
  • Los valores por defecto son referencias típicas, no mediciones de su situación. Sustitúyalos por sus propios datos siempre que los tenga.