Распространение плоских волн в диэлектрике и проводнике

ЛЕКЦИЯ №3 Особенности электромагнитных процессов в направляющих системах

Вопросы:

1.Распространение плоских волн в диэлектрике и проводнике;

2.Типы и классы электромагнитных волн;

3.Особенности электромагнитных процессов в направляющих системах;

4.Способы расчета направляющих систем.

В один и тот же фиксированный момент времени значения фазы для плоской волны в точках пространства, расположенных на разных расстояниях и (например начало и конец направляющей системы) от излучателя, различны. Однако можно выбрать такое время для точки с расстоянием и время для точки с расстоянием , что фазы будут одинаковыми, т.е.

. Значит . Переходя к бесконечно малым приращениям и , получим общую формулу для определения этой скорости:

. (3.1)

Скорость перемещения фазы поля называют фазовой скоростью.

На практике основной интерес представляет знание характеристик поля на очень больших расстояниях от излучателя, таких, что . В качестве такой характеристики используют отношение

, (3.2)

имеющее размерность Ом и зависящее от параметров среды, называемое характеристическим сопротивлением среды. В общем случае характеристическое сопротивление величина комплексная: т.е. . В частности, для плоской волны .

Принято считать среду диэлектриком если и проводником при .

Исходя из этого для диэлектрика имеем:

, т.е. ; (3.3)

; , . (3.4)

Для вакуума:

км/c, т.е , где с скорость света.

Ом.

Для проводника имеем:

. Заменяя i на получим т.е. . (3.5)

В таком случае

; (3.6)

. (3.7)

Электромагнитнаяплоская волна, попадая в метал, быстро затухает. Из уравнения распространения волны (2.13) следует, что процесс затухания определяется выражением . Если задаться уменьшением напряжения в раз на глубине , то эта глубина может быть определена из условия: . Откуда при имеем . (3.8)

Величину принято называть эквивалентной глубиной проникновения поля. Расчетные соотношения глубины проникновения поля для некоторых металлов приведены в таблице:

Таблица 2.1

Металл ,См.×м/мм² ,Ом мм²/м ,мм

Медь 57 0.0175 1 66.7/

Алюминий 34.36 0.0292 1 86.4/

Сталь 7.23 0.138 100 18.7/

Свинец 4.52 0.221 1 236.7/

Заметим что для идеального диэлектрика и потому диэлектрик является идеальной средой для распространения поля.

Дата добавления: 2014-11-28