Bài giảng Trường điện từ: Chương 4 - ĐH Sư phạm Kỹ thuật

Chia sẻ: Thuongdanguyetan12 Thuongdanguyetan12 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:33

Thêm vào BST

Báo xấu

43
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Trường điện từ - Chương 4: Trường điện từ biến thiên" cung cấp cho người học các kiến thức: Khái niệm chung, các phương trình TĐTBT dạng phức, sóng ĐTPĐS truyền trong MTĐM lý tưởng, sóng ĐTPĐS truyền trong MTVD lý tưởng,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Trường điện từ: Chương 4 - ĐH Sư phạm Kỹ thuật

CHƢƠNG 4 TRƢỜNG ĐIỆN TỪ BIẾN THIÊN CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
CHƢƠNG 4: TĐT BIẾN THIÊN 1. Khái niệm chung 2. Các phƣơng trình TĐTBT dạng phức 3. Sóng ĐTPĐS truyền trong MTĐM lý tƣởng 4. Sóng ĐTPĐS truyền trong MTVD lý tƣởng 5. Bức xạ điện từ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
1. Khái niệm chung  TĐTBT được mô tả bởi hệ PT Maxwell D rot H  J  t B rot E   t div D   div B  0 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Từ hệ PT trên cho thấy TĐTBT vừa có tính chất xoáy vừa có tính chất thế, do đó có thể khảo sát trường bằng hàm thế vectơ và thế vô hướng. Gọi A là thế vectơ, ta có: B  rot A B  A Mà: rot E     rot A  rot t t t   A   rot E  0  t    CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Mặt khác ta có: rot ( grad )  0   A   rot E   grad   0  t  A E  grad  0 t A  E   grad  t CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Mà ta có: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
2 A Vậy:  A   2   J ( PT d ' Alembert ) t Từ hệ phương trình Maxwell ta có:   A  div D  div E  div   grad     t         div A   t   div A    0 (Theo Lorentz ) t 2     2   ( PT d ' Alembert ) t  CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Như vậy ta được hệ PT truyền sóng d’Alembert   A 2  A   2    J   t          2  t 2  Nếu MT không chứa dòng điện và điện tích thì:   A 2  A   2  0   t       0  2  t 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Tương tự trong MTĐM lý tưởng, đối với E và H ta cũng có:   E 2   E   0 t 2   H    H 2 0  t 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
2. Các PT TĐTBT dạng phức  Biểu diễn phức quá trình điều hòa:  E ( x, y, z , t )  ix Exm ( x, y, z ) cost   x ( x, y, z )   i y E ym ( x, y, z ) cos t   y ( x, y, z )   iz Ezm ( x, y, z ) cost   z ( x, y, z )  Re e  i E jt x xm .e j x  i y E ym .e j y  iz Ezm .e j z   jt    Ree . E x, y, z    CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Vậy ta được:   E ( x, y , z , t )  E  x, y , z     E ( x , y , z , t )  j E  x , y , z  t 2    E ( x, y, z , t )   E x, y, z  2 t 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
 Hệ phương trình Maxwell dạng phức:    rot H  J  j D   rot E   j B   div D    div B  0 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
 Hệ phương trình sóng dạng phức:  2 ~     A   A    J              2 ~   ~  ~     j  CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
 Hệ phương trình sóng dạng phức:     A  2 ~ A  0         2 ~   0   2 ~    E    E  0     H   2 ~ H  0  CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3. Sóng ĐTPĐS trong MTĐM lý tƣởng  Xét sự lan truyền của sóng phẳng như hình vẽ: ~    const   const     E  Ex ;  0  0 x y Phương trình truyền sóng có dạng:   2 d E d Ex 2  2  2    Ex 2 dz dz CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
 Đặt: K 2   2   K  j     j  j  Nghiệm PT trên có dạng:     E  ix  A1 . exp  Kz   A2 . exp Kz     Cường độ từ trường H:   K  K   H  iy  A1 . exp  Kz   A2 . exp Kz   j j  CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
       E  ix  E  E     Vậy :   H  i  H  H       y       E E j  Tổng trở sóng: ZC       K  H H Xét thành phần sóng thuận:     E  A 1 . exp  Kz    E   2 A1. cost  z         . cost  z     A1 H  2 . exp  Kz   A1 H  ZC  ZC CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Hình ảnh lan truyền của sóng thuận:  Từ kết quả trên cho thấy:  Sóng lan truyền trong MTĐM lý tưởng không bị tắt dần CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
 Góc: pha:   t  z    Hệ số pha:      1 c  Vận tốc pha: v     0 r  0 r r  r  Bước sóng:   v.T  v  2  f    Tổng trở sóng: Z  E E j     C   K  H H  Sóng E và H vuông góc nhau. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4. Sóng ĐTPĐS trong MTVD lý tƣởng  Xét sự lan truyền của sóng phẳng như hình vẽ: ~   j      E  Ex ;  0   const x y  0 Phương trình truyền sóng có dạng:   d 2 E d 2 Ex  2  2  j Ex dz dz CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt