“我們在之前的文章中詳細討論過微波條件金屬導體的趨膚深度,那么我們今天再次詳細看一下常用金屬材料在微波頻率下的趨膚深度是多少吧,以此為工程設計提供參考
01常用金屬材料的電導率
什么是電導率?
電導率(electrical conductivity)。電導率是物體傳導電流的能力。電導率測量儀的測量原理是將兩塊平行的極板,放到被測溶液中,在極板的兩端加上一定的電勢(通常為正弦波電壓),然后測量極板間流過的電流。根據歐姆定律,電導率(G)--電阻(R)的倒數,是由電壓和電流決定的。
電導率的基本單位是西門子(S),原來被稱為姆歐,取電阻單位歐姆倒數之意。因為電導池的幾何形狀影響電導率值,標準的測量中用單位電導率S/m來表示,以補償各種電極尺寸造成的差別。單位電導率(C)簡單的說是所測電導率(G)與電導池常數(L/A)的乘積.這里的L為兩塊極板之間的液柱長度,A為極板的面積。
(1)定義或解釋 電阻率的倒數為電導率。σ=1/ρ
(2)單位:在國際單位制中,電導率的單位是西門子/米,即S/m。
(3)說明 電導率的物理意義是表示物質導電的性能。
電導率越大則導電性能越強,反之越小。
電導率的說明
1)跟電阻率一樣,電導率與溫度比較相關。金屬的電導率隨著溫度的增高而降低。半導體的電導率隨著溫度的增高而增高。
2)在一段溫度值域內,電導率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質在不同溫度狀況的電導率,我們必須設定一個共同的參考溫度。電導率與溫度的相關性,時常可以表達為,電導率對上溫度線圖的斜率,用方程寫為
影響金屬材料電導率的因素
(1)溫度:電導率與溫度具有很大相關性。金屬的電導率隨著溫度的增高而降低。在一段溫度值域內,電導率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質在不同溫度狀況的電導率,必須設定一個共同的參考溫度。電導率與溫度的相關性,時常可以表達為,電導率對上溫度線圖的斜率。
(2)摻雜程度:固態半導體的摻雜程度會造成電導率很大的變化。增加摻雜程度會造成高電導率。
(3)各向異性:有些物質會有異向性 (anisotropic) 的電導率,需用 3 X 3 矩陣來表達(使用數學術語,第二階張量,通常是對稱的)
常用金屬材料的電阻率(電阻率的倒數就是電導率,自行換算吧)
02趨膚深度
趨膚效應使導體的有效電阻增加。頻率(f)越高,趨膚效應越顯著。當頻率很高的電流通過導線時,可以認為電流只在導線表面上很薄的一層中流過,這等效于導線的截面減小,電阻增大。既然導線的中心部分幾乎沒有電流通過,就可以把這中心部分除去以節約材料。因此,在高頻電路中可以采用空心導線代替實心導線。此導線的厚度,稱為趨膚深度。
趨膚深度的計算公式為:
03常用金屬材料在微波頻率下的趨膚深度
根據上文中提供的金屬材料的電阻率,我們通過上述趨膚深度的公式就可以計算出特定金屬材料在特定頻率下的趨膚深度。
通過上面表格可以看出,在微波頻率下,金屬材料的趨膚深度都很小,微米級別。隨著頻率的升高,趨膚深度會越來越小。因此對于低損耗的微波元件來說,只需要在微波信號經過的地方有一個薄片良導體就足夠了。比如濾波器內腔的鍍銀。所以在設計中,我們要能夠區分那些地方是微波信號流經的地方,這些地方要給與特殊關照哦。
審核編輯:湯梓紅
-
西門子
+關注
關注
95文章
3062瀏覽量
116443 -
微波
+關注
關注
16文章
1047瀏覽量
83831 -
頻率
+關注
關注
4文章
1534瀏覽量
59380 -
金屬材料
+關注
關注
0文章
120瀏覽量
10990 -
電導率
+關注
關注
1文章
224瀏覽量
13985
原文標題:常用金屬材料的電導率及其趨膚深度
文章出處:【微信號:電子資料局,微信公眾號:電子資料局】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論