1 / 19

Elektryczno ść i Magnetyzm

Elektryczno ść i Magnetyzm. Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk. Wykład dwudziesty szósty 18 maja 2010. Z poprzedniego wykładu. Fala elektromagnetyczna w drutach Lechera w powietrzu (prędkość v = c), kierunki pól elektrycznego i magnetycznego

zocha
Download Presentation

Elektryczno ść i Magnetyzm

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Elektryczność i Magnetyzm Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk Wykład dwudziesty szósty 18 maja 2010

  2. Z poprzedniego wykładu • Fala elektromagnetyczna w drutach Lechera w powietrzu (prędkość v = c), kierunki pól elektrycznego i magnetycznego • W wodzie długość fali skraca się wielokrotnie • Fala elektromagnetyczna w otwartej przestrzeni, opis fal harmonicznych • Efekt naskórkowy w przewodniku • Transformator Tesli • Mikrofale, polaryzacja, odbicie fali od płaszczyzny przewodzącej

  3. Widmo fal elektromagnetycznych Tu jesteśmy Tu byliśmy To mamy w domu

  4. Mikrofale w ośrodkach • Plexi nie pochłania znacząco mikrofal • Szkło pochłania je częściowo • Woda pochłania je skutecznie

  5. Magnetron

  6. Klistron refleksowy

  7. www.st-andrews.ac.uk/ Dioda Gunna (J.B. Gunn, 1928 - 2008) 1963 Wyjaśnienie: masa efektywna elektronów w arsenku galu rośnie przy dużych energiach

  8. Detekcja mikrofal

  9. Odbicie od powierzchni metalu k1 + = k2 k1 Na palcach: kąt padania równy kątowi odbicia k2 Fala bieżąca wzdłuż powierzchni i stojąca prostopadle do niej

  10. Odbicie fali od powierzchni metalu i r Na płaszczyźnie ki kr Pole elektryczne styczne znika przy powierzchni Amplituda na powierzchni Zgodność faz Dla danej częstości kr = ki Wnioski Składowe wektora falowego Polaryzacja  w pł. padania: odbicie w fazie stąd Amplituda i faza fali odbitej Polaryzacja   pł. p.: odbicie w przeciwfazie Kąt padania = kąt odbicia, promień odbity w pł. padania Prawo odbicia dla obu polaryzacji (na pewno?)

  11. Pole elektryczne i magnetyczne przy odbiciu • Składowa równoległa do powierzchni pola elektrycznego odbija się w przeciwfazie • Dla zachowania skrętności składowa równoległa pola magnetycznego musi odbijać się w fazie • Konsekwencja: na odbijającej płaszczyźnie tworzy się węzeł fali stojącej pola elektrycznego i strzałka fali stojącej pola magnetycznego

  12. d I b a Straty energii przy odbiciu (padanie prostopadłe) Gęstość mocy (na jedn. powierzchni) = gęstość objętościowa energii  prędkość fali Gęstość mocy traconej = moc w warstwie naskórkowej na jedn. powierzchni Oszacowanie (dla próżni): Dla miedzi  = 1.7  10-8 m, przy 10 GHz d = 0.65  10-6 m Oszacowanie względnej straty przy odbiciu: /dRf = 2.5 10-2  / 377  jest rzędu 10-4 – bardzo małe straty

  13. Mikrofala • Kierunek pola elektrycznego • Pomiar długości fali w powietrzu • Przyjmujemy prędkość c, stąd częstość mikrofali • Pomiar długości fali w falowodzie, wyznaczenie prędkości v > c. Co to znaczy?

  14. Fala między płaszczyznami przewodzącymi x •            •             •            •             z H Najprostsze rozwiązanie: fala biegnąca w kierunku z jak w falowodzie koncentrycznym Poszukajmy możliwych rozwiązań dla fali harmonicznej Jeśli kx= ky = 0, mamy, jak dotychczas, falę TEM. Jeśli kx 0, pojawiłoby się podłużne pole elektryczne na płaszczyznach, chyba że fala wygasi się tam przez interferencję. Czy fala TEM może rozchodzić się w falowodzie prostokątnym?

  15. 0  0 Fala między płaszczyznami przewodzącymi + = A więc w falowodzie Czy to możliwe?

  16. Fala TEn między płaszczyznami przewodzącymi: odbicie w przeciwfazie x d k2 k1 E2 = -E1 z czyli Odbicie w przeciwfazie Pole elektryczne ma znikać na obu płaszczyznach: x = 0 oraz x = d Dozwolone są więc tylko wartości kx, dla których kxd = n Taką falę możemy nazwać TEn (transversal electric ), gdzie n = 0, 1, … Tak, np.TE0n Czy taka fala może rozchodzić się w falowodzie prostokątnym?

  17. Fala TMn między płaszczyznami przewodzącymi: odbicie w zgodnej fazie x d E2 E1 k2 k1 z czyli Fala stojąca w kierunku x, a bieżąca w kierunku z. Ważna jest składowa z – ma znikać na płaszczyznach Dozwolone są tylko wartości kx, dla których kxd = n Taką falę możemy nazwać TMn (transversal magnetic), gdzie n = 0, 1, … Nie! Czy taka fala może rozchodzić się w falowodzie prostokątnym?

  18. Falowód prostokątny • Nie jest możliwa fala TEM (bo składowa równoległa pola elektrycznego ma znikać) • Oznaczenia modów TElm i TMlm, gdzie pierwszy wskaźnik odnosi się do fali stojącej wzdłuż dłuższego boku • Dla TMlm musi być l > 0 i m > 0, aby zawsze znikała równoległa składowa pola elektrycznego • Dla TElm jeden wskaźnik może być równy 0

  19. Falowód prostokątny - przykłady

More Related