趨膚深度英文解釋翻譯、趨膚深度的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 skin depth

分詞翻譯：

趨的英語翻譯：

hasten; hurry; tend to become; tend towards

膚的英語翻譯：

skin

深度的英語翻譯：

deepness; depth; profundity
【計】 depth
【醫】 depth

專業解析

趨膚深度 (Skin Depth) 的漢英詞典角度詳解

趨膚深度（英文：Skin Depth，符號常表示為δ），是電磁學和電氣工程中的一個關鍵概念，描述了交流電流在導體中分布不均勻的現象——趨膚效應（Skin Effect）——的量化指标。

核心定義：
- 漢意：趨膚深度定義為：當交流電流通過導體時，電流密度從導體表面向内部呈指數衰減，衰減到表面電流密度的1/e（約等于 36.8%）時所對應的深度。它表征了交流電流在導體中能夠有效穿透的深度範圍。在這個深度以内，電流分布較為顯著；超過這個深度，電流密度變得非常微弱。
- 英意： Skin Depth is defined as the depth below the surface of a conductor at which the current density has fallen to1/e (approximately 36.8%) of its value at the surface. It quantifies the effective penetration depth of alternating current (AC) into a conductor, indicating the region where most of the current flows due to the skin effect.
物理意義與重要性：
- 趨膚效應導緻交流電傾向于集中在導體的表面層流動，而非均勻分布在整個橫截面上。趨膚深度δ 就是這個“有效導電層”厚度的度量标準。
- 理解趨膚深度對于設計和分析高頻電路、電力傳輸系統（尤其是高壓交流輸電）、電磁屏蔽、天線設計、感應加熱以及計算導體的交流電阻（通常高于直流電阻）至關重要。在高頻下，即使導體的橫截面積很大，其有效導電面積也近似等于導體周長乘以趨膚深度，這會顯著增加導體的等效電阻和功率損耗。
影響趨膚深度的關鍵因素：趨膚深度δ 主要取決于三個物理量，其計算公式為： $$ delta = sqrt{frac{2rho}{omegamu}} = sqrt{frac{rho}{pi f mu}} $$ 其中：
- ρ (rho)：導體的電阻率 (Resistivity)。電阻率越高（導電性越差），趨膚深度越大。
- ω (omega) = 2πf：交流電的角頻率 (Angular Frequency)。
- f：交流電的頻率 (Frequency)。這是最關鍵的因素：頻率越高 (f ↑)，趨膚深度越小 (δ ↓)。這就是為什麼趨膚效應在射頻（RF）和微波等高頻領域尤為顯著。
- μ (mu)：導體的磁導率 (Permeability)。對于非鐵磁性材料（如銅、鋁），通常近似等于真空磁導率 μ₀。磁導率越高，趨膚深度越小。
- 公式表明，趨膚深度與頻率的平方根成反比，與電阻率的平方根成正比。
應用實例：
- 高頻導線：為了在高頻下減少趨膚效應帶來的額外電阻損耗，常使用利茲線（Litz wire，多股細絕緣導線絞合而成，增加表面積）或空心管狀導體。
- 電磁屏蔽：設計屏蔽罩時，需要确保屏蔽材料的厚度大于特定頻率下的趨膚深度，才能有效衰減電磁波。
- 變壓器與電感設計：在開關電源等高頻率工作的磁性元件中，趨膚深度決定了繞組導線的選擇（是否需用利茲線）和鐵芯疊片厚度的選擇（限制渦流路徑）。
- 電力傳輸：在高壓交流輸電線路中，趨膚效應是導緻導線電阻增加、産生額外熱損耗的因素之一，尤其是在大截面導線上。

趨膚深度 (Skin Depth) 是量化交流電流因趨膚效應而集中于導體表層程度的核心參數。其值由導體的電阻率、磁導率以及電流的工作頻率共同決定，尤其與頻率成反比關系。理解和計算趨膚深度對于優化涉及交流電的各類電氣與電子系統的性能和效率具有根本性的意義。

參考資料：

IEEE Standard Dictionary of Electrical and Electronics Terms (IEEE Std 100)
Griffiths, D. J. (2013). Introduction to Electrodynamics (4th ed.). Pearson Education. (Chapter on Electromagnetic Waves)
Ramo, S., Whinnery, J. R., & Van Duzer, T. (1994). Fields and Waves in Communication Electronics (3rd ed.). John Wiley & Sons. (Section on Skin Effect)
Hyperphysics - Skin Effect (Georgia State University Department of Physics & Astronomy)

網絡擴展解釋

趨膚深度（Skin Depth）是電磁學中描述高頻電流在導體中分布特性的關鍵參數，其核心定義和工程意義如下：

1.基本定義

趨膚深度指電流密度或電場強度從導體表面衰減至表面值的1/e（約36.8%）時所達到的深度。這一現象由趨膚效應（高頻電流集中于導體表面）引起，導緻導體的有效電阻隨頻率升高而增大。

2.計算公式

趨膚深度的理論公式為： $$ delta = sqrt{frac{2}{omega mu sigma}} = sqrt{frac{1}{pi f mu sigma}} $$ 其中：

( omega = 2pi f )（角頻率，( f )為頻率）
( mu )為導體的磁導率（單位：H/m）
( sigma )為電導率（單位：S/m）。

工程中常用近似公式： $$ delta approx frac{6.62}{sqrt{f}} quad (text{單位：cm，頻率 } f text{ 單位：Hz}) $$

3.影響因素

頻率：趨膚深度與頻率的平方根成反比。例如，銅在1 MHz時的趨膚深度約66 μm，而1 GHz時僅2.1 μm。
材料特性：電導率（σ）和磁導率（μ）越高，趨膚深度越小。鐵磁性材料（如鐵）因μ較大，趨膚深度顯著小于銅、鋁等非磁性導體。

4.工程應用

高頻電路設計：使用空心導線替代實心導線以減少材料消耗（如射頻電纜）。
變壓器與電感器：線徑選擇需滿足 ( d leq 2delta )，避免電阻過大。
電磁屏蔽：金屬屏蔽層厚度通常設計為趨膚深度的3~5倍以有效衰減電磁波。

5.物理意義

趨膚效應本質是導體内部渦流與原始電流相互作用，迫使電流向表面集中。趨膚深度量化了電流分布的“有效厚度”，是分析高頻導體損耗和電磁波衰減的基礎參數。

如需進一步了解公式推導或具體材料數據，可參考電磁學教材或工程手冊（如IEEE标準）。