Traza de inductancia

Estoy tratando de entender por qué se prefiere que el plano de tierra en PCB sea lo más ancho posible. Matemáticamente, la autoinducción en un conductor de espacio libre tiene una relación como se muestra en la imagen cargada:

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Pero quiero entender el análisis físico de cómo el aumento de ancho reducirá la autoinducción.

Piense en el aumento de ancho como poner dos en paralelo. Su inductancia mutua significa que la caída no es doble, pero hay una caída.

Respuestas (1)

Cuando dos alambres pequeños se enrollan bifilarmente alrededor de un núcleo magnético, exhiben la misma inductancia que un solo alambre. El énfasis en la primera oración es "pequeño", lo que significa que cualquier flujo producido por uno de los cables pequeños está perfectamente acoplado al segundo cable.

En efecto, cada alambre (en el par) adquiere una inductancia que es el doble de la inductancia de un solo alambre y, cuando hay dos inductores en paralelo, la inductancia neta ES la misma que si se usara un solo alambre.

El núcleo magnético ayuda a lograr el acoplamiento de flujo entre esos dos cables en este pequeño experimento mental.

Ahora, quita el núcleo y el acoplamiento no es lo mismo; la corriente que fluye en un cable (a pesar de estar estrechamente enrollado con el otro) no se acopla al 100 % con ese otro cable y, a medida que extiende la brecha entre esos dos cables, el acoplamiento se vuelve aún más pequeño y, en última instancia, la inductancia del par comienza a verse como L/2.

Es el mismo efecto con un conductor de cobre ancho: la corriente se distribuye en gran medida de manera uniforme a lo ancho, pero el flujo generado por una parte de la corriente a lo largo de un borde no se acopla al 100 % con el flujo generado por una parte similar de la corriente que fluye a lo largo del otro. borde.

Entonces, progresivamente, el acoplamiento comienza a reducirse a medida que el conductor de cobre se ensancha y comienza a alejarse de L a L / 2.

Por supuesto, el límite de L/2 no tiene en cuenta las frecuencias en las que la longitud de onda de la señal aplicada comienza a ser significativa en términos del grosor de la pista. ¡Eso crea un montón de otras cosas a considerar!