КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Поверхностный эффект в цилиндрическом проводнике
Пусть по цилиндрическому проводу радиуса протекает синусоидальный ток частотой . Провод будем считать бесконечно длинным. Необходимо найти плотность тока и напряженность в любой точке сечения провода. Решение проведем в цилиндрической системе координат (рис. 7.3). Напряженность электрического поля имеет только составляющую, параллельную оси , линии вектора напряженности магнитного поля – концентрические окружности. Электромагнитное поле при принятых условиях обладает цилиндрической симметрией, и значение векторов и будет изменяться только в зависимости от расстояния до оси проводника. В цилиндрической системе координат вектор напряженности электрического поля и вектор плотности тока имеют составляющую только по оси , вектор напряженности магнитного поля имеет составляющую только по координатной линии координаты . Поэтому . Запишем уравнения Максвелла для проводящей среды (5.27) в комплексной форме записи: , . Умножим второе уравнение на и учтем, что , тогда . (7.12) , т.е. . В установившемся режиме , поэтому . (7.13) Раскроем в цилиндрической системе координат и учтем, что не зависит от и . Получим , или . Обозначим , (7.14) тогда или . (7.15) Это уравнение есть частный случай уравнения Бесселя. Его решение , где - постоянные интегрирования; - функция Бесселя нулевого порядка первого рода; - функция Бесселя нулевого порядка второго рода. При . (7.16) Определим из выражения (7.12) с учетом (7.14). , , т.е. , (7.17) где - функция Бесселя первого порядка первого рода. Используем закон полного тока (4.23) для нахождения постоянной интегрирования . На поверхности провода при . , . (7.18) Подставив найденное значение в формулы (7.16) и (7.17), получим
, (7.19) . (7.20) С помощью этих формул можно определить комплекс плотности токаи комплекс напряженности поля в любой точке сечения провода. Радиус может принимать значения от 0 до . Для точки на оси провода ; для точки на поверхности провода . Так как , то на оси провода . (7.21) Учитывая (7.19) и (7.20) получим . (7.22) Из формулы (7.22) следует, что на поверхности провода . (7.23) Функции Бесселя и от комплексного аргумента также комплексные, определяются по таблицам, в которых дается значение модуля и аргумента: , . (7.24) Так как , то с учетом (7.24) формула (7.19) примет вид . График распределения модуля вдоль оси провода представлен на рис. 7.4. График распределения модуля представлен на рис. 7.5.
Дата добавления: 2014-01-15; Просмотров: 771; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |