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凡亿专栏 | 只要线宽无限大,损耗就可以小到0?
只要线宽无限大,损耗就可以小到0?

在信号传输中,大家都知道,线宽(即导体或传输线的横截面积)的粗细,将决定着损耗的大小,因此有人提出“只要空间允许,线宽无限大,损耗是否可以一直小到0?”这种说法是否正确?

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首先,这个想法虽然很美好,但却是错误!

在理想情况下,随着线宽的增加,单位长度的电阻会减小,这是因为电阻与导体的横街面积成反比,与长度成正比(根据欧姆定律的电阻公式R=ρL/A,其中ρ为电阻率,L为长度,A为横截面积)。

因此,增大线宽,确实能降低电阻,从而减少因电阻产生的热损耗。

但是呢,信号在传输过程中遇到的损耗并非仅由电阻引起,它还由多种原因决定,如:

1、趋肤效应

在高频信号传输中,电流主要集中在导体表面流动,导致有效导电面积减小,即使线宽增加,高频下的损耗也可能不显著降低。

2、介质损耗

在传输线中,如果周围有绝缘介质,介质本身也会吸收部分能量,这种损耗与线宽无直接关系。

3、辐射损耗

对于开放空间中的长距离传输,如无线电波,部分能量会以电磁波的形式辐射到空间中,造成损耗,这种损耗同样不受线宽直接影响。

同时,从物理角度来看,线宽无法做到无限大,这是受到材料强度、制造工艺等限制,而且还增加成本和占用空间。

就算是理想情况下,随着线宽的增大,损耗的减小也会逐渐趋于一个理论上的最小值,并非为零,这是因为无论线宽如何变化,总有一些基本的物理过程(如量子效应)会导致能量损失。


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