Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Поверхневий ефект в провідниках

Читайте также:
  1. Антропогенний вплив на кругообіг основних біогенних елементів. Тепличний ефект. Кислотні дощі. Евтрофікація. Поняття ноосфери.
  2. Валютна ефективність експорту та імпорту
  3. Використання ефективних будівельних матеріалів, конструкцій та архітектурних рішень.
  4. Влияние дефектов строения металлов на их механическую прочность
  5. Всі транспортні та інші видатки, пов 'язані з поверненням дефектного товару і його заміною, оплачуються продавцем.
  6. Ефективності
  7. Зовнішньоторговельний ефект

 

Нехай на відрізку плоского напівобмеженого провідника тече змінний струм (рис. 7). Подивимося, як в його товщині вздовж осі z розподіляється електричне поле та електричний струм, що його створив.

Навколо струму утворюється магнітне поле, причому вектор перпендикулярний струму і напрямлений по осі , тобто . Якщо провідник ідеальний, то на кожному його відрізку різниця потенціалів дорівнює нулю і вектор розташований вертикально. Але, якщо, зазвичай має місце, провідник неідеальний, і на будь-якому його відрізку різність потенціалів не дорівнює нулю, то з’являється поперечна складова (рис. 7). При цьому результуючий вектор напрямлений скісно до поверхні розділу з провідним середовищем, але перпендикулярно до вектору .

При цьому вектор Умова–Пойнтінга має складові:

(55)

Складова характеризує поширення поля в напрямі осі , тобто всередину провідника. Амплітуда в будь-якій точці відносно = 0:

зменшується за експоненціальним законом. Співвідношення (55) помножаємо на провідність та враховуємо, що – густина струму провідності . При цьому розподіл амплітуди струму

 

визначається виразом:

,

тобто струм й утворене ним поле зменшуються за експоненціальним законом при збільшенні . Знайдемо глибину проникнення поля та струму в провідник – відстань , на якій поле зменшується в разів. Для цього візьмемо співвідношення:

,

звідки . Тоді шукана відстань

. (56)

 

З відношення (56) випливає, що чим кращий провідник, тобто чим більша провідність , тим менша глибина проникнення в нього поля. Отже, чим кращий провідник та більша частота, тим більша частина струму тече по поверхні провідника.

Покажемо практичну значущість цього явища. Згадаємо теорему Умова–Пойнтінга: енергія електромагнітного поля в деякому об’ємі витрачається на випромінювання з нього та на теплові втрати у ньому, причому величина втрат пропорційна провідності середовища . Але поверхневий ефект призводить до того, що струми витіснюються з товщі провідника до його поверхні, наприклад, антени або стінки хвилеводу. При цьому зменшується об’єм провідника, що зайнятий струмом. При цей об’єм прямує до нуля. Отже, чим вище провідника, з якого зроблено, наприклад, антена, тим менші теплові втрати в ній. Тому у випадках, які вимагають мінімізації теплових втрат, поверхню провідника покривають плівкою провідника з високою провідністю (срібло, золото).

Отже, ми розглянули динамічний опис електромагнітних хвиль, особливості їх поширення в різних середовищах. Але хвилі зобов’язані свому виникненню конкретним джерелам енергії. Тому необхідно з’ясувати, яким чином параметри поля зв’язані з параметрами джерел. Так, в розділі "Електростатика" для зв’язку параметрів електростатичного поля з його джерелом служить електричний потенціал поля. Відповідно в динаміці існують поняття про електродинамічні потенціали. За їх допомогою здійснюється дослідження випромінюючих систем.


Дата добавления: 2015-08-09; просмотров: 175 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Закон збереження електричного заряду | Перше рівняння Максвела | Друге рівняння Максвела | Повна система рівнянь Максвела | Рівняння Максвела в комплексній формі | Класифікація середовищ за провідністю | Хвильові рівняння | Однорідні плоскі хвилі | Поляризація однорідних плоких хвиль | Хвильові рівняння для однорідних плоских хвиль |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Поширення однорідних плоских хвиль в діелектричних та провідних середовищах| Електродинамічні потенціали

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.006 сек.)