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应用说明 144

 计算迹线电阻


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摘要

计算迹线的DC电阻时,请使用以下公式

R = r*L/A

其中

R 是端到端迹线电阻,单位为欧姆
r 是迹线材料的电阻系数,单位为欧姆米
L 是迹线长度,单位为米
A 迹线横截面面积,单位为立方米

按照国际MKS标准单位。

迹线电阻 (R)

电阻系数 r (阻挡电子流动的能力)高的材料有较高的迹线电阻。因此

R α r

迹线长度 L 越长迹线电阻就越大(电子穿越的路径更长)。因此

R α L

迹线横截面面积A越大,迹线电阻越小(横截面面积越大意味着电子越容易通过)。因此

R α 1/A

因此电阻为

R = K* r* L/A

其中K 是常数。使用常用单位时,K = 1,公式简化为

R = r*L/A

其中

R 是端到端迹线电阻,单位为欧姆
r 是迹线材料的电阻系数,单位为欧姆米
L 是迹线长度,单位为米
A 是迹线横截面面积,单位为立方米

按照国际MKS标准单位。

电阻系数, r (Rho)

什么是 r ?

金属的电阻系数 r 是衡量材料阻挡电子流动能力的单位。MKS单位制将横截面面积为1平方米、长度为1米的材料两端面间的电阻定义为电阻系数,因而单位为“欧姆米”

材料供应商会给出多种 r 值。这是由于电阻系数会随材料温度、分子结构(根据材料是否经过电镀、熔化再凝固、轧制、退火等处理)、杂质含量等因素变化。

为了便于讨论方便,我们假设材料供应商能提供铜或其它金属室温或工作温度下的电阻系数规格。MKS将铜的 r 定义为 1.65E-8 欧姆米,或 0.0000000165 欧姆米。

调整Rho的单位,使之与您使用的测量单位一致

MKS r 进行换算以便和业界常用的多种单位统一时,经常出现混淆,恐惧和错误。人们通常不使用米来测量迹线尺寸和面积。 

公制单位中,人们常用微米(也称micrometres,符号为um mm)测量横截面尺寸,用厘米或毫米测量迹线长度 (cm mm)

美制单位中,测量横截面面积需换算到毫英寸(旧式为 "mil",现在 IPC 标准为 "thou" "thousandth") ,测量迹线长度需换算到英寸,常会发生错误。知道1米约等于39.37英寸后,您就可以将r 换算为您需要的单位。请看下文。

常用的几种 Rho r

您会发现在计算迹线和连接的电阻时,下列 r 值非常实用。

铜:

  • 近似值= 1.65E-8 欧姆米,MKS 单位,横截面面积 (例如:W, W1, T ,见下文) L 的单位都为米
  • 近似值= 6.50E-1 欧姆米,美制单位,横截面面积的单位为毫英寸 (千分之一英寸) L 的单位为英寸
  • 近似值= 1.65E1 欧姆米,公制单位,横截面积的单位为微米 (micrometres) L 的单位为毫米。

金:

  • 近似值= 2.35E-8 欧姆米,MKS 单位,横截面面积和 L 的单位都为米
  • 近似值= 9.35E-1 欧姆米,美制单位,横截面面积的单位为毫英寸 (千分之一英寸) L 的单位为英寸
  • 近似值= 2.35E1 欧姆米,公制单位,横截面积的单位为微米 (micrometres) L 的单位为毫米
横截面面积 (A)

通常,蚀刻迹线的横截面为下图所示的梯形。计算横截面面积 A 即梯形面积的公式为

A = 0.5*(W + W1)*T


1

无论横截面是什么形状,公式 R = rL/A 依然成立。您只须计算出这种形状的A

简单的计算方法

显然,您可以使用多种方便的方法来计算,例如:在可编程的计算器中储存一个程序,或使用Microsoft Excel创建您自己的电子表格计算器。您可以修改Polar Si6000 阻抗计算器的电子表格自动计算电阻 ,也可以使用简单的Excel电阻计算器电子表格, Polar 网站上可以免费下载这些内容。当然,您也可以在自制的阻抗电子表格中进行电阻计算。

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