Analog Audio - Grundlagen der Pro Audio Technik

Eindringtiefe und Leitschichtdicke
Autor: Gerd Jüngling - Copyright: Alle Rechte vorbehalten
Verwendung oder Kopie, auch auszugsweise bedürfen unserer ausdrücklichen, schriftlichen Zustimmung


Wie stark der Skineffekt bei einer bestimmten Frequenz wirkt läßt sich durch die sogenannte äquivalente Leitschichtdicke beschreiben. In diesen Wert gehen die Materialeigenschaften des Leiters (Leitfähigkeit und Permeabilitätskonstante) und die Frequenz ein. Das Resultat rho ergibt den Durchmesser eines Ersatzleiters, der den gleichen Gleichstromwiderstand besitzt wie ein Vollleiter unter Berücksichtigung des Skineffektes. Wenn der Leiter im Verhältnis zu seiner Länge sehr dünn ist, aber dennoch größer als rho, ergibt rho die Eindringtiefe. Geht man von der Aussenfläche des Leiters um diese Eindringtiefe nach innen, so ist an dieser Stelle der Strom um den Faktor 1/e, was etwa 37 % bzw. - 8.7 dB entspricht, abgefallen.

Einige Werte für die Eindringtiefe bei verschiedenen Frequenzen für einen Vollleiter aus Kupfer.

50 Hz - 9.4 mm
1 Khz - 2.10 mm
5 kHz - 0.95 mm
10 kHz - 0.66 mm
50 kHz - 0.3 mm
100 kHz - 0.21 mm
500 kHz - 0.1 mm
1 MHz - 0.066 mm
10 MHz - 0.021 mm

Aus der Tabelle ergibt sich, daß für Durchmesser wie sie bei Audiokabeln vorkommen ein spürbarer Effekt erst im Bereich zwischen 100 und 500 kHz auftritt. Ein Leiter mit einem Querschnitt von 0.2 bis 0.3 mm2 hat einen Durchmesser von 0.5 bis 0.6 mm. 'Dicke' Leiter mit 0.5 mm2 Querschnitt ergibt sich Durchmesser von etwa 0.8 mm. Betrachten wir einen Leiter im Bereich 0.6 mm - 0.8 Durchmesser so hat der Skineffekt ab etwa 50 kHz Bedeutung.

Der Grund hierfür liegt in der relativ geringen Widerstandserhöhung, die trotz des Abfalls auf 37 % des Stroms in der Mittel eine Leiters mit 0.8 mm Durchmesser bei ca. 20 Khz nicht relevant ist. Betrachtet man einen Schnitt durch ein solches Kabel, so wird schnell klar, der kleinste Wert von 0.37 nur in einem geringen Querschnitt fließt. Die Fläche der Aussenschichten bei denen der Abfall wesentlich geringer ist macht einen viel größeren Flächenanteil aus. Exakte Werte zu ermitteln endet in einer wilden Rechnerei.


PRO AUDIO:
STUDIOTECHNIK:
MISCHPULTE

Newsletter Eintrag:
bitte Zahlen eingeben


Tell A Friend

Bezugsquellen
Testberichte
Pro Audio Grundlagen
Download
Referenzen
Tonstudios
Links
Links zu uns
Impressum