PCB-Leiterbahnwiderstandsrechner

Kategorie: Technologie
- 23. August 2025
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Berechnen Sie den Widerstand, den Spannungsabfall und die Leistungsdissipation von PCB-Leitungen basierend auf physischen Abmessungen, Kupfergewicht und Stromanforderungen.

Leitungsabmessungen

Typische PCB-Leitungsbreiten: 0.15-3mm (6-120mil)
Standardwerte: 0.5oz, 1oz, 2oz, 3oz
°C
Beeinflusst die spezifische Widerstand (20°C ist Referenz)

Elektrische Parameter

A
Bei 0 lassen, um Spannungsabfall/Leistungsberechnungen zu ignorieren
Oberflächenfinish beeinflusst die Leitfähigkeit

Erweiterte Optionen

Kupfer bei 20°C: 1.68 μΩ·cm
Kupfer: 0.00393 pro °C

Theorie des PCB-Leitungswiderstands

Der Widerstand einer PCB-Leitung hängt von ihren physischen Abmessungen, der spezifischen Widerstand von Kupfer und der Betriebstemperatur ab. Das Verständnis dieser Faktoren ist entscheidend für das Design von Stromverteilungsnetzen und Signalintegrität in elektronischen Schaltungen.

Schlüsselfaktoren, die den Leitungswiderstand beeinflussen
  • Leitungs Länge: Der Widerstand steigt linear mit der Länge
  • Leitungs Breite: Der Widerstand sinkt, wenn die Breite zunimmt
  • Kupferdicke: Dickere Kupfer (höhere oz) reduziert den Widerstand
  • Temperatur: Der Widerstand steigt mit der Temperatur (ca. 0.393% pro °C für Kupfer)
  • Oberflächenfinish: Verschiedene Beschichtungsarten können den Gesamtwiderstand beeinflussen
Widerstandsberechnung
  • Grundlegende Widerstandsformel: R = ρ × L / A
  • Wo R der Widerstand in Ohm (Ω) ist
  • ρ (rho) der spezifische Widerstand von Kupfer (1.68 × 10-8 Ω·m bei 20°C)
  • L die Leitungs Länge in Metern ist
  • A die Querschnittsfläche in Quadratmetern (Breite × Dicke) ist
Temperatureffekte
  • Temperaturkoeffizient: α = 0.00393 pro °C für Kupfer
  • Temperaturangepasster Widerstand: R(T) = R(20°C) × [1 + α × (T - 20)]
  • Wo T die Betriebstemperatur in °C ist
Designüberlegungen
  • Spannungsabfall: V = I × R (wichtig für Stromleitungen)
  • Leistungsdissipation: P = I² × R (führt zu Temperaturerhöhung)
  • Signalintegrität: Hochfrequenzsignale erfordern eine Übertragungsleitung Analyse über den DC-Widerstand hinaus
  • Rückwege: Die Impedanz der Erdfläche sollte minimiert werden
  • Thermisches Management: Berücksichtigen Sie die Wärmeabfuhr für Hochstromleitungen

Haftungsausschluss: Dieser Rechner liefert Schätzungen basierend auf theoretischen Formeln für den DC-Widerstand. Tatsächlich gemessene Werte können aufgrund von Fertigungstoleranzen, Materialeigenschaften und anderen Faktoren variieren. Für hochpräzise oder hochfrequente Anwendungen müssen zusätzliche Faktoren berücksichtigt werden, einschließlich Hauteffekt, Näheffekt und Dielektrische Verluste.

Primäre Formel:
Widerstand \( R = \dfrac{\rho \times L}{A} \)
- \( R \): Widerstand (Ohm)
- \( \rho \): Kupferresistivität (Ω·m)
- \( L \): Leiterlänge (m)
- \( A \): Querschnittsfläche (m²)

Was ist der PCB-Leiterwiderstandsrechner?

Der PCB-Leiterwiderstandsrechner hilft Ihnen, den elektrischen Widerstand, den Spannungsabfall und die Leistungsdissipation von Kupferleitern auf einer Leiterplatte (PCB) abzuschätzen. Er berücksichtigt physikalische Abmessungen, Kupferdicke, Temperatur und Strom, um eine genaue Einschätzung zu liefern, wie gut ein Leiter elektrischen Strom ohne übermäßige Verluste oder Wärmeentwicklung führen kann.

Egal, ob Sie ein Hochstrom-Netzteil entwerfen oder an präziser Signalführung arbeiten, dieses Tool kann die Zuverlässigkeit und Leistung verbessern, indem es Ihnen hilft, frühzeitig fundierte Entscheidungen in Ihrem Designprozess zu treffen. Es ist ein hervorragendes Nachschlagewerk, selbst wenn Sie ein iMac-Berechnungswerkzeug verwenden oder die Schaltungssimulation zusammen mit anderen Hilfsprogrammen wie einem Engpassrechner oder Internetgeschwindigkeitsschätzer planen.

Hauptmerkmale

  • Unterstützt mehrere Einheiten: mm, mil, oz, μm, Zoll und cm
  • Passt sich an Temperatur- und Oberflächenbeschichtungseffekte an
  • Visualisiert Widerstand im Vergleich zur Leiterbreite in einem dynamischen Diagramm
  • Vergleicht Leiterwiderstand mit Standard-AWG-Drahtgrößen
  • Bietet Designempfehlungen basierend auf eingegebenen Werten

So verwenden Sie den Rechner

Befolgen Sie diese Schritte, um den Rechner effektiv zu nutzen:

  1. Geben Sie die Leiterlänge ein und wählen Sie die Einheit (z. B. mm oder Zoll).
  2. Geben Sie die Leiterbreite ein und wählen Sie die entsprechende Einheit.
  3. Wählen Sie die Kupferdicke in oz, mm oder μm.
  4. Setzen Sie die Umgebungstemperatur, um Ihre Anwendungsumgebung anzupassen.
  5. Geben Sie die erwartete Stromlast in Ampere ein.
  6. Wählen Sie die Beschichtungsart, die auf Ihrer PCB verwendet wird (z. B. HASL oder ENIG).
  7. Optional können Sie erweiterte Einstellungen wie benutzerdefinierte Resistivität oder Temperaturkoeffizienten anpassen.
  8. Klicken Sie auf "Widerstand berechnen", um die Ergebnisse anzuzeigen.

Sie erhalten sofortige Einblicke in den Leiterwiderstand, den Spannungsabfall, den Leistungsverlust und mehr—präsentiert in einer klaren Zusammenfassung mit visuellen Hilfen und hilfreichen Designtipps.

Wer kann profitieren?

Dieses Tool ist ideal für:

  • Elektronikdesigner, die die Stromkapazität von PCBs überprüfen
  • Ingenieure, die die Leistungsdissipation in Leitern bewerten
  • Studenten, die über die Leitfähigkeit von Kupfer lernen
  • Hobbyisten, die das Layout für DIY-Projekte optimieren

Es ist auch hilfreich zusammen mit Tools wie dem Download-Geschwindigkeitsrechner oder dem Netzteilrechner, wenn Sie die Systemleistung bewerten.

FAQ

F: Was ist ein typischer Leiterwiderstand?
A: Es hängt von den Abmessungen des Leiters und dem Kupfergewicht ab, aber Werte unter 0,05Ω sind oft für Leistungsleiter akzeptabel.



F: Warum beeinflusst die Temperatur den Widerstand?
A: Mit steigender Temperatur steigt die Resistivität von Kupfer, was den Gesamtwiderstand des Leiters erhöht.



F: Welche Einheit sollte ich für die Kupferdicke verwenden?
A: PCB-Kupfer wird üblicherweise in Unzen (oz) angegeben. 1 oz ≈ 35 μm dick.



F: Wie genau sind die Ergebnisse?
A: Der Rechner liefert theoretische Schätzungen basierend auf dem Gleichstromwiderstand. Die tatsächlichen Ergebnisse können aufgrund von Fertigungstoleranzen leicht variieren.



F: Kann dieses Tool meinen Leiter mit einem Draht vergleichen?
A: Ja, es vergleicht Ihren Leiterwiderstand mit einem ähnlichen American Wire Gauge (AWG) Draht und bietet einen praktischen Vergleichspunkt.

Warum dieser Rechner nützlich ist

Das Entwerfen von PCB-Leitern erfordert ein Gleichgewicht zwischen Leistung, Sicherheit und thermischen Überlegungen. Dieser Rechner vereinfacht diesen Prozess, indem er Ihnen schnelle, datengestützte Antworten auf Fragen wie:

  • Kann dieser Leiter meinen erwarteten Strom führen?
  • Ist der Spannungsabfall zu hoch für meine Anwendung?
  • Brauche ich breitere Leiter oder schwereres Kupfer?

Ob Sie ein Apple-Desktop-Mathematikwerkzeug oder einen Browser auf macOS verwenden, der Rechner bietet zuverlässige Einblicke, ohne zusätzliche Software zu benötigen. Es ist ein praktischer Teil Ihres digitalen Werkzeugkastens—neben Ihrem Dateiübertragungsratenrechner oder Bandbreitenanalyse-Tool.