Calculadora da Profundidade de Penetração (Efeito Pelicular)
A que profundidade a corrente alternada circula de facto num condutor a uma dada frequência, o maior fio que compensa usar e uma estimativa da resistência a mais em CA.
Resultados
A linha tracejada marca o valor que escreveu.
O que faz esta ferramenta
A corrente alternada não usa o fio todo: as correntes de Foucault que ela própria induz empurram-na para a superfície, e a densidade de corrente cai num fator e a cada profundidade de penetração. No cobre essa profundidade é de cerca de 9 mm a 50 Hz, mas só uns 0,2 mm a 100 kHz e 6,5 µm a 100 MHz, e é por isso que os transformadores das fontes comutadas usam fio de Litz e os condutores de rádio são muitas vezes tubos prateados. Um material magnético encolhe-a muito mais, e o aço tem uma profundidade bem menor do que o cobre apesar de resistir mais. A razão de resistências trata a corrente como se enchesse um anel com uma profundidade de espessura — uma boa estimativa quando o fio tem várias profundidades de diâmetro.
Fórmula
δ = √(ρ ÷ (π f μ₀ μᵣ))
Variáveis
| Símbolo | Significado | Unidade |
|---|---|---|
f | Frequência | kHz |
ro | Resistividade | nΩ·m |
mr | Permeabilidade relativa µr | — |
dw | Diâmetro do condutor | mm |
D | Profundidade de penetração | mm |
MS | Maior fio que compensa usar (2δ) | mm |
RR | Resistência em CA face a CC (estimativa) | × |
Exemplo resolvido
- Frequência100 kHz
- Resistividade16,8 nΩ·m
- Permeabilidade relativa µr1
- Diâmetro do condutor1 mm
- Profundidade de penetração0,206288 mm
- Maior fio que compensa usar (2δ)0,412577 mm
- Resistência em CA face a CC (estimativa)1,53 ×
Limitações
- O resultado é uma estimativa baseada apenas nos valores que introduziu. Situações reais incluem muitas vezes fatores que esta calculadora desconhece.
- Os valores por defeito são referências típicas e não medições da sua situação. Substitua-os pelos seus próprios dados sempre que os tiver.