Leitschichtdicke δ
Äquivalente Leitschichtdicke, Eindringmaß, Eindringtiefe, Skin-Tiefe, Stromeindringtiefe
Die Leitschichtdicke δ beschreibt die Dichteverteilung der Ladungsträger im Querschnitt eines elektrischen Leiters bei Wechselstrom.
Leitschichtdicke:
δ = Leitschichtdicke [m]
ρ = spezifischer Widerstand [Ωm]
ω = Kreisfrequenz [s-1]
µ = Permeabilität [Hm-1]
µ0 = Magnetische Feldkonstante [NA-2]
µr = Relative Permeabilität [1]
π = Kreiszahl (Pi) [1]
f = Frequenz [Hz]
σ = elektrische Leitfähigkeit [Sm-1]
Diese Gleichung beschreibt die Dicke des effektiv genutzten Leitungsquerschnitts eines fiktiven Volldraht-Ersatzleiters.
Im Gegensatz zur gleichäßigen Verteilung der Stromdichte über den Querschnitt eines Leiters bei Gleichstrom ist mit zunehmender Frequenz des Wechselstroms eine Dichteverlagerung hin zum Randbereich des Leiters zu beobachten.
Frequenz f |
Leitschichtdicke δ |
|---|---|
| 1 Hz | 65,62 mm |
| 10 Hz | 20,75 mm |
| 20 Hz | 14,67 mm |
| 50 Hz | 9,28 mm |
| 100 Hz | 6,56 mm |
| 200 Hz | 4,64 mm |
| 500 Hz | 2,93 mm |
| 1 kHz | 2,075 mm |
| 2 kHz | 1,467 mm |
| 5 kHz | 0,928 mm |
| 10 kHz | 0,656 mm |
| 20 kHz | 0,464 mm |
| 50 kHz | 0,293 mm |
| 1 MHz | 0,0656 mm = 65,62 µm |
| 2 MHz | 0,0464 mm = 46,40 µm |
| 5 MHz | 0,0293 mm = 29,35 µm |
| 10 MHz | 0,0208 mm = 20,75 µm |
| 20 MHz | 0,0147 mm = 14,67 µm |
| 50 MHz | 0,0093 mm = 9,28 µm |
| 100 MHz | 0,0066 mm = 6,56 µm |
| 200 MHz | 0,0046 mm = 4,64 µm |
| 400 MHz | 0,0033 mm = 3,28 µm |
| 500 MHz | 0,0029 mm = 2,93 µm |
| 800 MHz | 0,0023 mm = 2,32 µm |
| 1 GHz | 0,00208 mm = 2,08 µm |
| 1.8 GHz | 0,00155 mm = 1,55 µm |
| 2.4 GHz | 0,00134 mm = 1,34 µm |
|
f = Frequenz [Hz] | |
| Konstante | Wert | Einheit |
|---|---|---|
| magnetische Feldkonstante µ0 | ||
| µ0 | 1,25663706212·10-6 | NA-2 |
|
µ0 =
1
ε0c02
≈
4π·10-7
|
||
| Kreiszahl π | ||
| π | 3,1415926535898 |
1
|