電磁波是如何沿著導線傳播的？又是如何損耗的？

2016-12-07 by:CAE仿真在線來源:仿真在線

我們經(jīng)常說理想導體內(nèi)部是不存在電磁波的,這個常識其實需要更全面的理解,否則就變成了完全的錯誤理解。

比如導線能傳播電磁波嗎?導線如何傳播電磁波?會對這些問題存在含糊。

必須認識如下幾點

1、雖然理想導體內(nèi)部電磁波為零,但是理想導線還是可以傳播電磁波的,電場和磁場都在導體周圍,而非內(nèi)部(這點很重要),而傳播方向就是導線的軸向

2、如果是非理想導體,則導體內(nèi)部的電磁波是不為0的,即電磁波可以在非理想導體內(nèi)部傳播,此時一部分電磁功率進入導體內(nèi)部,形成損耗。

3、傳輸線分導線和波導,前者主要傳播的是電壓電流信號,后者主要傳輸電磁波信號(雖然波導內(nèi)部也有電流電壓,但沒有什么物理意義)

平行雙線、同軸線、微帶線、帶狀線這些都是傳輸高頻電流電壓信號,但是為什么又說他們傳輸?shù)氖荰EM波?這種傳輸線內(nèi)部是電流電壓,但周圍空隙同時存在電磁波,而這種電磁波的電場只有垂直于導線方向的分量,磁場也是一樣,所以叫做TEM波,這種波是由高頻電壓電流傳輸過程產(chǎn)生的,其最終輸出并轉(zhuǎn)化出來的也是TEM波,比如同軸線一段接開放的電線(或開放的電容),就會產(chǎn)生純TEM電磁波,這時候電能絕大部分以TEM波的方式輻射出去。

而波導內(nèi)壁,電流電壓已無實際意義,主要部分是波導內(nèi)部傳輸?shù)碾姶挪?應理解為信號源產(chǎn)生的電磁波在波導所限定的空間內(nèi)傳播。

電路中導線起到引導電磁場傳播的作用,電磁波主要存在于導體以外的空間。

理想導體中,導體表面滿足切向電場為零,電場線垂直于導線表面,磁場線則環(huán)繞導線,導體內(nèi)部場為零,電磁波沿著軸向傳播

而在非理想導體中,電磁波仍可以沿著導線軸向傳播,但是導體表面不滿足理想導體邊界條件,電場和磁場進入導體內(nèi)部,導體內(nèi)部垂直于軸線方向的復坡印亭矢量實部非零,此時有一部分電磁波功率進入導體內(nèi)部,形成損耗。

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