集膚深度是什麼意思？英文翻譯以專業解釋、例句

英語翻譯：

【計】 skin depth

分詞翻譯：

集的英語翻譯：

collect; collection; gather; volume
【電】 set

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

集膚深度（Skin Depth）是電磁學和電子工程中的重要概念，指交流電流在導體中趨于表面流動的深度。其詳細解釋如下：

一、定義與物理意義

集膚深度（δ）表示交變電磁場在導體中衰減至表面值 1/e（約 36.8%）的穿透深度。其計算公式為：

delta = sqrt{frac{2}{omega mu sigma}} = sqrt{frac{rho}{pi f mu}}

其中：

$rho$ 為導體電阻率（Ω·m），
$f$ 為頻率（Hz），
$mu$ 為磁導率（H/m），
$sigma$ 為電導率（S/m）。
高頻電流因電磁感應産生渦流，導緻電流密度從導體表面向中心指數衰減，形成“趨膚效應”。

二、影響因素與工程應用

頻率依賴性
頻率越高，集膚深度越小。例如：
- 銅導線在 50 Hz 時 δ ≈ 9.3 mm，而 1 MHz 時僅 0.066 mm。
- 高頻電路需使用多股細導線（利茲線）降低電阻損耗。
材料參數影響
- 電導率越高（如銀、銅），δ 越小；
- 鐵磁性材料因 μ 值大，δ 顯著減小（如鐵在 1 kHz 時 δ ≈ 0.5 mm）。
典型應用場景
- 射頻設計：波導、天線需精确計算 δ 以優化導體厚度；
- 電力傳輸：高壓輸電線采用空心導線或分段絕緣減少損耗；
- 電磁屏蔽：金屬屏蔽層厚度需大于 δ 以有效阻隔幹擾。

三、權威參考文獻

IEEE 标準定義
IEEE Std 145-1993《電磁學術語》明确集膚深度為電磁波在導體中的穿透深度标準。

IEEE Xplore: skin depth definition（需訂閱訪問）
經典教材解釋
David K. Cheng《電磁場與電磁波》（2013）第 7 章推導 δ 公式，分析趨膚效應物理機制。

出版商鍊接
工程手冊數據
《CRC 電子與電氣工程手冊》提供常見金屬的 δ 計算表（銅、鋁、鐵等）。

CRC Press 官網

四、漢英術語對照

中文	英文
集膚深度	Skin Depth
趨膚效應	Skin Effect
電導率	Electrical Conductivity
磁導率	Magnetic Permeability
利茲線	Litz Wire

該術語在 IEEE 标準及中英文學術文獻中統一使用"Skin Depth"。

網絡擴展解釋

集膚深度（Skin Depth）是電磁學和電氣工程中的重要概念，用于描述交流電流在導體中的趨膚效應現象。以下是詳細解釋：

一、定義

集膚深度指交流電流密度減小到導體表面電流密度的約36.8%（即1/e，e≈2.718）時的深度。該深度反映了電流在導體橫截面上的分布集中程度，頻率越高，電流越趨向表面流動。

二、計算公式

集膚深度的基本公式為： $$ delta = sqrt{frac{rho}{pi f mu}} $$ 其中：

$delta$：集膚深度（單位：米）；
$rho$：導體電阻率（Ω·m）；
$f$：交流電頻率（Hz）；
$mu = mu_0 mu_r$：導體磁導率，$mu_0$為真空磁導率（$4pi times 10^{-7} , text{H/m}$），$mu_r$為相對磁導率。

三、關鍵影響因素

頻率：頻率越高，集膚深度越小。例如，銅在100 kHz時集膚深度約0.21 mm，而鋁在相同頻率下為0.27 mm。
材料屬性：
- 電阻率（$rho$）：電阻率越大，集膚深度越大；
- 磁導率（$mu$）：磁導率越高，集膚深度越小。

四、實際應用

高頻電路設計：需選擇多股細導線（如利茲線）減少趨膚效應損耗；
電磁屏蔽：通過計算集膚深度确定屏蔽材料的厚度；
金屬加工：高頻感應加熱時，集膚深度決定加熱區域。

五、補充說明

趨膚效應會導緻導體有效截面積減小，從而增加交流電阻；
對于非磁性材料（如銅、鋁），$mu_r approx 1$，公式可進一步簡化。

如需具體數值計算，可參考線上工具（如的集膚深度計算機）或查閱材料參數表。