Найти напряженность электрического поля на расстоянии х = 0,05 м
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Найти напряженность электрического поля на расстоянии х = 0,05 м от центра бесконечной диэлектрической пластины толщиной L = 0,2 м, заряженной с объемной плотностью ρ = 10-9 Кл/м3; εпластины = 2.
Амплитуда напряженности магнитного поля плоской электромагнитной волны, распространяющейся в среде с параметрами ε = 3,8, μ = 1, σ = 2⋅10-4 См/м в плоскости Z 0 равна 1 А/м. Определить плотность потока мощности на расстоянии r = 1 м от начала координат.
В электрической цепи существует ток с частотой 50 Гц и амплитудой 5 А. Площадь, ограниченная контуром цепи, составляет 2 м2. Какова мощность, теряемая сетью за счет излучения?
Генератор, работающий на частоте 10 ГГц, подключен к заполненному сухим воздухом прямоугольному волноводу размерами 20×10 мм. Сколько времени затратит сигнал генератора на распространение по волноводу длиной 1 км?
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Диэлектрическая проницаемость сухого воздуха ε = 1,00057 ≈ 1.
Характерной особенностью распространения волн в закрытых волноводах является наличие ярко выраженной дисперсии, заключающейся в том, что групповая скорость (скорость распространения энергии или сигнала) и фазовая скорость (скорость перемещения фазового фронта волны) зависят от частоты. В отличие от электромагнитной волны в однородной среде, где фазовая скорость равна групповой и совпадает со скоростью распространения света в ней, в волноводе групповая скорость меньше, а фазовая скорость больше скорости распространения света в среде, заполняющей волновод
. Поэтому длина волны в волноводе больше длины волны в среде. Чтобы исключить искажения сигналов и обеспечить согласование с другими устройствами, волноводы обычно используются в одноволновом (одномодовом) режиме. Теоретически одноволновый режим, например в прямоугольном волноводе, может сохраняться в двукратной полосе частот. Используемый же на практике диапазон частот не превышает полуторакратного, поскольку в области частот, близких к критической, велики потери энергии и мала допустимая мощность, передаваемая по волноводу.
Формулы для нахождения групповой скорости волн в волноводе с магнитодиэлектрическим заполнением и произвольной формой поперечного сечения имеют вид:
Vгр=сε∙1-1ε∙λλкр2
с = 3х108 м/с – скорость света в воздушном пространстве.
λ = 0,03 м при частоте сигнала 1 ГГц.
λкр - критическая длина волны в волноводе, определяемая для каждого типа волны геометрическими размерами и формой поперечного сечения волновода.
λкр=2ma2+nb2
где а = 0,02 м размер широкой стенки волновода; b = 0,01 м размер узкой стенки; m = 0, 1, 2, … и n = 0, 1, 2, … — целые числа, показывающие число
вариаций поля (число полуволн) вдоль каждой из стенок.
Если m или n равно нулю, это означает, что поле вдоль одной из стенок не имеет вариаций, т.е