Трассировка индуктивности

Я пытаюсь понять, почему плоскость заземления на печатной плате предпочтительно делать максимально широкой. Математически самоиндукция в проводнике в свободном пространстве имеет отношение, как показано на загруженном рисунке:

введите описание изображения здесь

Но я хочу понять физический анализ того, как увеличение ширины уменьшит самоиндукцию?

Думайте об увеличении ширины, как о параллельном соединении двух. Их взаимная индуктивность означает, что падение не двойное, а падение есть.

Ответы (1)

Когда два небольших провода бифилярно намотаны на магнитный сердечник, они демонстрируют ту же индуктивность, что и один провод. Акцент в первом предложении сделан на «маленький», что означает, что любой поток, создаваемый одним из маленьких проводов, идеально связан со вторым проводом.

Фактически, каждый провод (в паре) приобретает индуктивность, вдвое превышающую индуктивность одиночного провода, и, когда две катушки индуктивности соединены параллельно, результирующая индуктивность будет такой же, как если бы использовался один провод.

В этом маленьком мысленном эксперименте магнитный сердечник помогает достичь магнитной связи между этими двумя проводами.

Теперь снимаем сердечник и муфта уже не та; ток, протекающий по одному проводу (несмотря на то, что он плотно намотан на другой провод), не на 100% связан с другим проводом, и по мере увеличения зазора между этими двумя проводами связь становится еще меньше, и в конечном итоге индуктивность пары начинает выглядеть как Л/2.

Тот же эффект с широким медным проводником - ток в значительной степени равномерно распределяется по ширине, но поток, создаваемый частью тока по одному краю, не на 100% связан с потоком, создаваемым такой же частью тока, протекающего по другому край.

Таким образом, постепенно связь начинает уменьшаться по мере того, как медный проводник становится шире, и вы начинаете двигаться от L к L/2.

Предел L/2 не учитывает частоты, где длина волны приложенного сигнала, конечно, начинает иметь значение с точки зрения толщины дорожки. Это создает целую кучу других вещей для рассмотрения!