Kalkulator Rezystancji Ścieżek PCB

Kategoria: Technologia
- 24 czerwca 2025
| |

Oblicz opór, spadek napięcia i straty mocy ścieżek PCB na podstawie wymiarów fizycznych, grubości miedzi i wymagań prądowych.

Wymiary ścieżki

Typowe szerokości ścieżek PCB: 0.15-3mm (6-120mil)
Standardowe wartości: 0.5oz, 1oz, 2oz, 3oz
°C
Wpływa na rezystywność (20°C to wartość referencyjna)

Parametry elektryczne

A
Pozostaw 0, aby pominąć obliczenia spadku napięcia/strat mocy
Powłoka powierzchniowa wpływa na przewodność

Opcje zaawansowane

Miedź w 20°C: 1.68 μΩ·cm
Miedź: 0.00393 na °C

Teoria oporu ścieżek PCB

Opór ścieżki PCB zależy od jej wymiarów fizycznych, rezystywności miedzi i temperatury pracy. Zrozumienie tych czynników jest kluczowe dla projektowania sieci dystrybucji mocy i integralności sygnałów w układach elektronicznych.

Kluczowe czynniki wpływające na opór ścieżki
  • Długość ścieżki: Opór rośnie liniowo wraz z długością
  • Szerokość ścieżki: Opór maleje wraz ze wzrostem szerokości
  • Grubość miedzi: Grubsza miedź (większa ilość uncji) zmniejsza opór
  • Temperatura: Opór rośnie wraz z temperaturą (ok. 0.393% na °C dla miedzi)
  • Powłoka powierzchniowa: Różne rodzaje powłok mogą wpływać na całkowity opór
Obliczanie oporu
  • Podstawowy wzór na opór: R = ρ × L / A
  • Gdzie R to opór w omach (Ω)
  • ρ (rho) to rezystywność miedzi (1.68 × 10-8 Ω·m w 20°C)
  • L to długość ścieżki w metrach
  • A to pole przekroju poprzecznego w metrach kwadratowych (szerokość × grubość)
Wpływ temperatury
  • Współczynnik temperaturowy: α = 0.00393 na °C dla miedzi
  • Opór skorygowany o temperaturę: R(T) = R(20°C) × [1 + α × (T - 20)]
  • Gdzie T to temperatura pracy w °C
Uwagi projektowe
  • Spadek napięcia: V = I × R (ważne dla ścieżek zasilających)
  • Straty mocy: P = I² × R (powoduje wzrost temperatury)
  • Integralność sygnału: Sygnały wysokiej częstotliwości wymagają analizy linii transmisyjnych poza oporem DC
  • Ścieżki powrotne: Impedancja płaszczyzny masy powinna być minimalizowana
  • Zarządzanie termiczne: Należy uwzględnić odprowadzanie ciepła dla ścieżek wysokoprądowych

Uwaga: Ten kalkulator dostarcza szacunków opartych na teoretycznych wzorach dla oporu DC. Rzeczywiste wartości mogą się różnić z powodu tolerancji produkcyjnych, właściwości materiałów i innych czynników. W przypadku zastosowań wymagających wysokiej precyzji lub wysokiej częstotliwości należy uwzględnić dodatkowe czynniki, takie jak efekt naskórkowy, efekt bliskości i straty dielektryczne.

Supporting Article:

Główna formuła:
Rezystancja \( R = \dfrac{\rho \times L}{A} \)
- \( R \): Rezystancja (Ohmy)
- \( \rho \): Rezystywność miedzi (Ω·m)
- \( L \): Długość ścieżki (m)
- \( A \): Pole przekroju poprzecznego (m²)

Czym jest Kalkulator Rezystancji Ścieżek PCB?

Kalkulator Rezystancji Ścieżek PCB pomaga oszacować rezystancję elektryczną, spadek napięcia i straty mocy na miedzianych ścieżkach na płytce drukowanej (PCB). Uwzględnia wymiary fizyczne, grubość miedzi, temperaturę i prąd, aby zapewnić dokładną ocenę zdolności ścieżki do przenoszenia prądu elektrycznego bez nadmiernych strat lub nagrzewania.

Niezależnie od tego, czy projektujesz zasilacz o wysokim prądzie, czy pracujesz nad precyzyjnym prowadzeniem sygnałów, to narzędzie może poprawić niezawodność i wydajność, pomagając podejmować świadome decyzje na wczesnym etapie procesu projektowania. To doskonałe odniesienie, nawet jeśli korzystasz z narzędzia obliczeniowego iMac lub planujesz modelowanie obwodów wraz z innymi narzędziami, takimi jak kalkulator wąskich gardeł czy oszacowanie prędkości internetu.

Kluczowe funkcje

  • Obsługuje wiele jednostek: mm, mil, oz, μm, cale i cm
  • Dostosowuje się do temperatury i efektów powłok powierzchniowych
  • Wizualizuje rezystancję w zależności od szerokości ścieżki na dynamicznym wykresie
  • Porównuje rezystancję ścieżki do standardowych rozmiarów przewodów AWG
  • Oferuje rekomendacje projektowe na podstawie wprowadzonych wartości

Jak korzystać z kalkulatora

Postępuj zgodnie z poniższymi krokami, aby skutecznie korzystać z kalkulatora:

  1. Wprowadź długość ścieżki i wybierz jej jednostkę (np. mm lub cale).
  2. Podaj szerokość ścieżki i wybierz odpowiednią jednostkę.
  3. Wybierz grubość miedzi, używając oz, mm lub μm.
  4. Ustaw temperaturę otoczenia, aby dopasować ją do środowiska aplikacji.
  5. Wprowadź oczekiwane obciążenie prądowe w amperach.
  6. Wybierz rodzaj powłoki używanej na PCB (np. HASL lub ENIG).
  7. Opcjonalnie dostosuj zaawansowane ustawienia, takie jak niestandardowa rezystywność lub współczynnik temperaturowy.
  8. Kliknij "Oblicz rezystancję", aby zobaczyć wyniki.

Otrzymasz natychmiastowe informacje na temat rezystancji ścieżki, spadku napięcia, strat mocy i innych parametrów — przedstawione w przejrzystym podsumowaniu z wizualizacjami i pomocnymi wskazówkami projektowymi.

Kto może skorzystać?

To narzędzie jest idealne dla:

  • Projektantów elektroniki sprawdzających zdolność prądową PCB
  • Inżynierów oceniających straty mocy na ścieżkach
  • Studentów uczących się o przewodnictwie miedzi
  • Hobbystów optymalizujących układy do projektów DIY

Jest również przydatne w połączeniu z narzędziami, takimi jak Kalkulator Prędkości Pobierania czy Kalkulator Zasilania, gdy oceniasz wydajność na poziomie systemowym.

FAQ

P: Jaka jest typowa rezystancja ścieżki?
O: Zależy to od wymiarów ścieżki i wagi miedzi, ale wartości poniżej 0,05Ω są często akceptowalne dla ścieżek zasilających.



P: Dlaczego temperatura wpływa na rezystancję?
O: Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta rezystywność miedzi, co zwiększa całkowitą rezystancję ścieżki.



P: Jakiej jednostki powinienem używać dla grubości miedzi?
O: Miedź na PCB jest zwykle określana w uncjach (oz). 1 oz ≈ 35 μm grubości.



P: Jak dokładne są wyniki?
O: Kalkulator dostarcza teoretycznych oszacowań opartych na rezystancji DC. Rzeczywiste wyniki mogą się nieznacznie różnić z powodu tolerancji produkcyjnych.



P: Czy to narzędzie może porównać moją ścieżkę do przewodu?
O: Tak, dopasowuje rezystancję ścieżki do podobnego przewodu w standardzie American Wire Gauge (AWG), oferując praktyczny punkt odniesienia.

Dlaczego ten kalkulator jest przydatny

Projektowanie ścieżek PCB wymaga równoważenia wydajności, bezpieczeństwa i rozważań termicznych. Ten kalkulator upraszcza ten proces, dostarczając szybkich, opartych na danych odpowiedzi na pytania, takie jak:

  • Czy ta ścieżka poradzi sobie z oczekiwanym prądem?
  • Czy spadek napięcia jest zbyt wysoki dla mojej aplikacji?
  • Czy potrzebuję szerszych ścieżek lub grubszej miedzi?

Niezależnie od tego, czy korzystasz z narzędzia matematycznego na komputerze Apple, czy przeglądarki na macOS, kalkulator dostarcza wiarygodnych informacji bez potrzeby instalowania dodatkowego oprogramowania. To wygodna część Twojego cyfrowego zestawu narzędzi — obok kalkulatora szybkości transferu plików czy narzędzia do analizy przepustowości.