O Skin Effect é um fenômeno onde a corrente elétrica alternada não uniformimente com respeito a seção cruzada (cross-section) do elemento condutor, com um fio. A densidade de corrente é alta próxima a superfície do condutor e diminui exponencialmente com o aumento da distância da superfície.

“Skin Depth” faz referência ao ponto em que a densidade de corrente atinge aproximadamente 37% do seu valor na superfície do condutor. Calculando a “skin depth” requer a frequência do sinal AC e a resistividade e permeabilidade relativa do material condutor. Para usar a calculadora, selecione o material e entre a frequência. A resistividade e permeabilidade do material selecionado será preenchido automáticamente.

Equação de Calculo do Skin Depth

  • $\delta$ => Skin Depth
  • $\rho$ => Resistividade
  • $f_{o}$ => Frequência do Sinal
  • $\mu_{r}$ => Permeabilidade Relativa
  • $\mu_{o}$ => permeabilidade do ar = $4π \times 10^{-7}$
Selecione o Material:  
Resistividade $\rho$ (μΩ cm)
Permeabilidade Relativa $\mu_{r}$  
Frequência $f_{o}$
   
Skin Depth $\delta$ (μm)

Aplicações do Skin Depth

Skin depth é uma forma conveniênte para identificar a região do condutor em que a a maior parte da corrente flui. É desnecessário (ou, em alguns casos, desperdício) usar um fio com um raio significativamente maior que o Skin Depth, porque a maior parte da corrente flui na região da Skin Depth, independentemente do tamanho do condutor.

O conceito de Skin Depth, pode ser melhor apreciado com a ajuda de um exemplo do mundo real. Considere sinais de RF para WiFi ou Bluetooth, que operam a 2,4 GHz. Usando a calculadora, vemos que a skin depth de um condutor de cobre é de 1,331 micrômetros. Isso significa que, mesmo com um fio muito fino (por exemplo, 30 AWG), apenas uma pequena fração do fio transporta uma quantidade significativa de corrente.

Referências


Carlos Delfino

Escrito por:

Desenvolvedor e consultor para projetos com Microcontroladores e Mobile

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Atualizado em