Студопедия — Электромагнитные волны в двухпроводной линии бесконечной длины.
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Электромагнитные волны в двухпроводной линии бесконечной длины.






А.Д.КУРУШИН

 

 

ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН

В ДВУХПРОВОДНОЙ ЛИНИИ

(Система Лехера)

№ 212

 

Методические указания к лабораторной работе № 212

по дисциплине «Физика»

МОСКВА 2006

 

 

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРТСВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

__________________________________

Кафедра «Физика – 1»

А.Д. КУРУШИН

ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ДВУХПРОВОДНОЙ ЛИНИИ

(Система Лехера)

№ 212

Рекомендовано редакционно-издательским советом

университета в качестве методических указаний по

дисциплине «Физика» для студентов 1 и 2 курсов

механических и строительных специальностей.

 

 

МОСКВА 2006

 

 

УДК: 537.86

К93

 

© Московский государственный

университет путей сообщения

(МИИТ), 2006

 

 

 

 

 


 

РАБОТА 212

 

ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ДВУХПРОВОДНОЙ ЛИНИИ

(Система Лехера)

 

Цель работы. Изучение распределения электромагнитного поля в двухпроводной линии и влияния сопротивления нагрузки на это распределение и определение частоты колебаний электромагнитного поля.

 

Введение

 

Электромагнитные волны в двухпроводной линии бесконечной длины.

Если в некоторой области свободного пространства возбудить переменное электрическое поле, то согласно теории Максвелла, в этой области возникает переменное магнитное поле, в свою очередь порождающее нерешенное вихревое электрическое поле, и т. д. Эти взаимосвязанные электрические и магнитные поля образуют единое электромагнитное поле, распространяющееся, как это следует из теории Максвелла[2], со скоростью:

 

V=1/ (1)

 

где с = м/с;

и — диэлектрическая и магнитная постоянные; и — относительные_диэлектрическая и магнитная проницаемости среды; п = — показатель преломления среды

 

 

 

От способа возбуждения электромагнитных волн зависит форма волнового фронта и волновых поверхностей. В простейшем случае,

когда волновой фронт — плоскость, и волна распространяется -в одном направлении, совпадающем, например, с положительным направлением оси X выбранной системы координат, ее можно описать уравнением

 

Рис. 1

 

(2)

 

где — угловая (циклическая) частота; f— частота колебаний; — волновое число; — длина волны; х — координата точки, в которой в момент времени t определяется поле.

Уравнения (2) называются уравнениями бегущей электромагнитной волны. В бегущей волне векторы Е и Н образуют правую тройку век

 

 

торов (рис. 1,а). Распределение электрических и магнитных полей для ро

ванного момента времени в распространяющейся плоской электромагнитной волне приведено на рис. 1,б

В теории электромагнитного поля [3] доказывается, что структура плоской волны не изменится, если в свободном пространстве, в котором она распространяется волна, поместить две идеально проводящие плоскости, параллельные друг другу и направлению распространения волны и перпендикулярные вектору Е. Поле между плоскостями останется таким же поперечным, как ив свободном пространстве (рис. 2,а). Произведем деформацию этих плоскостей так, как показано на рис. 2, б и 2 в. В результате плоскости обратятся в бесконечные цилиндры, а поперечный характер электромагнитно­го поля при этом сохранится. Система двух параллельных проводящих цилиндров образует двухпроводную линию. Электромагнитные волны, возбуждаемые в двухпроводной линии, совпадающей с осью X, будут иметь Е и Н, лежащие в плоскости YZ, причем в любой точке этой плоскости векторы v, Е, и Н образуют правую тройку векторов. В

Рис. 2

 

 

прово­дах линии возникают переменные токи проводимости, кото­рые будут

замыкать линии токов смещения, совпадающие электромагнитными линиям

существующего в пространстве вне проводов. Токи проводимости в длинных линиях зависят не только от времени, но и от координат точек линии. Величина тока проводимости в проводниках линии и величина напряжения между проводниками линии в каком-либо сечении могут выть заданы уравнениями, описывающими возникающие в линии волны тока и напряжения, аналогичными формулам (2)

Электромагнитная волна, существующая в двухпроводной линии, так же, как и плоская электромагнитная волна в свободном пространстве, переносит энергию. Величиной, характеризующей плотность потока энергии, переносимой электромагнитной волной, служит вектор Умова—Пойнтинга S:

 

 

S =[ EH ]. (3)

 

Для электромагнитной волны в бесконечной двухпроводной линии можно ввести отношение разности потенциалов между проводами линии к величине тока в проводах линии. Это отношение называется волновым сопротивлением линии

 

(4)

 

где L0 и С0 — индуктивность и емкость отрезка двухпроводной-

линии единичной длины; Uмах и Iмах — максимальные амплитуды

напряжения и тока в линии

 







Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 1787. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...

Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Различия в философии античности, средневековья и Возрождения ♦Венцом античной философии было: Единое Благо, Мировой Ум, Мировая Душа, Космос...

Характерные черты немецкой классической философии 1. Особое понимание роли философии в истории человечества, в развитии мировой культуры. Классические немецкие философы полагали, что философия призвана быть критической совестью культуры, «душой» культуры. 2. Исследовались не только человеческая...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит...

Билет №7 (1 вопрос) Язык как средство общения и форма существования национальной культуры. Русский литературный язык как нормированная и обработанная форма общенародного языка Важнейшая функция языка - коммуникативная функция, т.е. функция общения Язык представлен в двух своих разновидностях...

Патристика и схоластика как этап в средневековой философии Основной задачей теологии является толкование Священного писания, доказательство существования Бога и формулировка догматов Церкви...

Основные симптомы при заболеваниях органов кровообращения При болезнях органов кровообращения больные могут предъявлять различные жалобы: боли в области сердца и за грудиной, одышка, сердцебиение, перебои в сердце, удушье, отеки, цианоз головная боль, увеличение печени, слабость...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия