常用金属材料的电导率及其趋肤深度

“我们在之前的文章中详细讨论过微波条件金属导体的趋肤深度，那么我们今天再次详细看一下常用金属材料在微波频率下的趋肤深度是多少吧，以此为工程设计提供参考

01常用金属材料的电导率

什么是电导率？

电导率（electrical conductivity）。电导率是物体传导电流的能力。电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板，放到被测溶液中，在极板的两端加上一定的电势（通常为正弦波电压），然后测量极板间流过的电流。根据欧姆定律，电导率(G)--电阻(R)的倒数，是由电压和电流决定的。

电导率的基本单位是西门子（S），原来被称为姆欧，取电阻单位欧姆倒数之意。因为电导池的几何形状影响电导率值，标准的测量中用单位电导率S/m来表示，以补偿各种电极尺寸造成的差别。单位电导率（C）简单的说是所测电导率（G）与电导池常数(L/A)的乘积.这里的L为两块极板之间的液柱长度，A为极板的面积。

(1)定义或解释 电阻率的倒数为电导率。σ=1/ρ

(2)单位:在国际单位制中,电导率的单位是西门子/米，即S/m。

(3)说明 电导率的物理意义是表示物质导电的性能。

电导率越大则导电性能越强,反之越小。

电导率的说明

1）跟电阻率一样，电导率与温度比较相关。金属的电导率随着温度的增高而降低。半导体的电导率随着温度的增高而增高。

2）在一段温度值域内，电导率可以被近似为与温度成正比。为了要比较物质在不同温度状况的电导率，我们必须设定一个共同的参考温度。电导率与温度的相关性，时常可以表达为，电导率对上温度线图的斜率，用方程写为

影响金属材料电导率的因素

（1）温度：电导率与温度具有很大相关性。金属的电导率随着温度的增高而降低。在一段温度值域内，电导率可以被近似为与温度成正比。为了要比较物质在不同温度状况的电导率，必须设定一个共同的参考温度。电导率与温度的相关性，时常可以表达为，电导率对上温度线图的斜率。

（2）掺杂程度：固态半导体的掺杂程度会造成电导率很大的变化。增加掺杂程度会造成高电导率。

（3）各向异性：有些物质会有异向性 (anisotropic) 的电导率，需用 3 X 3 矩阵来表达（使用数学术语，第二阶张量，通常是对称的）

常用金属材料的电阻率（电阻率的倒数就是电导率，自行换算吧）

02趋肤深度

趋肤效应使导体的有效电阻增加。频率（f）越高，趋肤效应越显著。当频率很高的电流通过导线时，可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过，这等效于导线的截面减小，电阻增大。既然导线的中心部分几乎没有电流通过，就可以把这中心部分除去以节约材料。因此，在高频电路中可以采用空心导线代替实心导线。此导线的厚度，称为趋肤深度。

趋肤深度的计算公式为：

03常用金属材料在微波频率下的趋肤深度

根据上文中提供的金属材料的电阻率，我们通过上述趋肤深度的公式就可以计算出特定金属材料在特定频率下的趋肤深度。

通过上面表格可以看出，在微波频率下，金属材料的趋肤深度都很小，微米级别。随着频率的升高，趋肤深度会越来越小。因此对于低损耗的微波元件来说，只需要在微波信号经过的地方有一个薄片良导体就足够了。比如滤波器内腔的镀银。所以在设计中，我们要能够区分那些地方是微波信号流经的地方，这些地方要给与特殊关照哦。

审核编辑：汤梓红