Estoy tratando de entender por qué se prefiere que el plano de tierra en PCB sea lo más ancho posible. Matemáticamente, la autoinducción en un conductor de espacio libre tiene una relación como se muestra en la imagen cargada:
Pero quiero entender el análisis físico de cómo el aumento de ancho reducirá la autoinducción.
Cuando dos cables pequeños se enrollan de forma bifilar alrededor de un núcleo magnético, exhiben la misma inductancia que un solo cable. El énfasis en la primera frase es "pequeño", lo que significa que cualquier flujo producido por uno de los cables pequeños está perfectamente acoplado al segundo cable.
En efecto, cada cable (en el par) adquiere una inductancia que es el doble de la de un solo cable y, cuando hay dos inductores en paralelo, la inductancia neta es la misma que si se usara un solo cable.
El núcleo magnético ayuda a lograr el acoplamiento de flujo entre esos dos cables en este pequeño experimento mental.
Ahora, retire el núcleo y el acoplamiento no es el mismo; la corriente que fluye en un cable (a pesar de estar estrechamente enrollada con el otro) no se acopla en un 100% a ese otro cable y, a medida que se extiende la brecha entre esos dos cables, el acoplamiento se vuelve aún más pequeño y, en última instancia, la inductancia del par comienza a verse como L / 2.
Es el mismo efecto con un conductor de cobre ancho: la corriente se distribuye uniformemente en todo el ancho, pero el flujo generado por una parte de la corriente a lo largo de un borde no se combina al 100% con el flujo generado por una parte similar del flujo de corriente a lo largo del otro borde.
Así, el acoplamiento progresivo comienza a reducirse a medida que el conductor de cobre se ensancha y empiezas a alejarte de L a L / 2.
El límite de L / 2 no tiene en cuenta las frecuencias en las que la longitud de onda de la señal aplicada comienza a ser significativa en términos del grosor de la pista, por supuesto. ¡Eso crea un montón de otras cosas a considerar!
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