Bài giảng trường điện từ chương 4 lương hữu tuấn

Trường điện từ biến thiên điều hòa 4.. Sđtpđs truyền trong điện môi lý tưởng 6.. Trường điện từ biến thiên điều hòa 3.1.. Trường điện từ biến thiên điều hòa 4.. Trường điện từ biến

Trường điện từ

ª Chương 1 : Khái niệm & phtrình cơ bản của TĐT

ª Chương 2 : Trường điện tĩnh

ª Chương 3 : TĐT dừng

ª Chương 4 : TĐT biến thiên

Chương 4 : Trường điện từ biến thiên

1 Khái niệm chung

2 Thiết lập phương trình d’Alembert

3 Trường điện từ biến thiên điều hòa

4 Sóng điện từ phẳng đơn sắc

5 Sđtpđs truyền trong điện môi lý tưởng

6 Sđtpđs truyền trong vật dẫn tốt

7 Phản xạ & khúc xạ của sđtpđs

Chương 4 : Trường điện từ biến thiên

1 Khái niệm chung

1.1 Trường điện từ biến thiên

1.2 Định nghĩa thế

1.1 Trường điện từ biến thiên

ª định nghĩa : thay đổi theo không gian & thời gian

,

D

t t S t

Chương 4 : Trường điện từ biến thiên

1 Khái niệm chung

2 Thiết lập phương trình d’Alembert

e = const & m = const

2.1 Phương trình d’Alembert

ª phương trình d’Alembert đối với

ª phương trình d’Alembert đối với j

ª tóm lại 2.2 Thế chậm

2.3 Phương trình sóng

A

ª Phöông trình d’Alembert ñv theá vectô

Ñieàu kieän Lorentz :

( )

D t rotH  J  I

ª Phương trình d’Alembert đv thế vô hướng

Thay đổi của “nguồn” không ảnh hưởng ngay lập tức

đến điểm khảo sát

( )

4 V

t r v dV t

Chương 4 : Trường điện từ biến thiên

1 Khái niệm chung

2 Thiết lập phương trình d’Alembert

3 Trường điện từ biến thiên điều hòa

3.1 Biểu diễn phức quá trình điều hòa

3.2 Hệ Maxwell dạng phức

3.3 Hệ phương trình sóng dạng phức

3.4 Định lý Poynting dạng phức

3.1 Biểu diễn phức quá trình điều hòa

ª quá trình điều hòa vừa có tính cơ bản vừa có tính thực tế

°xác định vectơ biên độ phức

°xác định vectơ phức tức thời E  

3.2 Hệ Maxwell dạng phức

rotH    j E

ª hệ Maxwell dạng phức :

rotE   jH divE   

0

divH 

E t

0

c divH

3.3 Hệ phương trình sóng dạng phức

3.4 Định lý Poynting dạng phức (tự đọc)

2

P  E H

ª mật độ trung bình :

2 1

2

p   E

2 1

4

w  H

2 1

Chương 4 : Trường điện từ biến thiên

1 Khái niệm chung

2 Thiết lập phương trình d’Alembert

3 Trường điện từ biến thiên điều hòa

4 Sóng điện từ phẳng đơn sắc

4.1 Định nghĩa

4.2 Thiết lập phương trình

4.3 Đại lượng đặc trưng

4.1 Định nghĩa

H

Sóng điện từ phẳng đơn sắc có :

ª mặt đồng pha phẳng  phương truyền

ª , không đổi trên mặt đồng pha

ª biến thiên điều hòa tần số  xác định

E

4.2 Thiết lập phương trình

Chương 4 : Trường điện từ biến thiên

1 Khái niệm chung

2 Thiết lập phương trình d’Alembert

3 Trường điện từ biến thiên điều hòa

4 Sóng điện từ phẳng đơn sắc

4.1 Định nghĩa

4.2 Thiết lập phương trình

4.3 Đại lượng đặc trưng

ª Vận tốc pha

ª Hệ số truyền

ª Trở sóng

ª Bước sóng

ª Vận tốc pha

ª mặt đồng pha :

ª vận tốc pha :

ª Hệ số truyền & Trở sóng & Bước sóng

K  j   j   j m

Sóng điện từ lan truyền với biên độ suy giảm theo qui luật e  z

ª Hệ số truyền

Chương 4 : Trường điện từ biến thiên

1 Khái niệm chung

2 Thiết lập phương trình d’Alembert

3 Trường điện từ biến thiên điều hòa

4 Sóng điện từ phẳng đơn sắc

5 Sđtpđs truyền trong điện môi lý tưởng

5.1 Đại lượng đặc trưng

5.2 Nhận xét

5.1 Đại lượng đặc trưng

ª giả sử :

° điện môi đồng nhất, lý tưởng ( = 0)

° không giới hạn về phương truyền (không phản xạ)

Hệ số truyền : Trở sóng :

Vận tốc pha : Bước sóng :



2 v v f ( )m

ª Đại lượng đặc trưng :

ª Phân bố sóng : không có sóng phản xạ

5.2 Nhận xét

2 1

2

2 1





ª sóng điện từ ngang TEM

ª do  = 0 nên không có suy giảm sóng dọc theo ph.truyền

ª do Zc thực nên

° sóng điện & sóng từ dđộng cùng pha

°

ª vận tốc pha cũng chính vận tốc truyền sóng

ª mật độ năng lượng :

NLTĐ = NLTT trong cùng thể tích

Chương 4 : Trường điện từ biến thiên

1 Khái niệm chung

2 Thiết lập phương trình d’Alembert

3 Trường điện từ biến thiên điều hòa

4 Sóng điện từ phẳng đơn sắc

5 Sđtpđs truyền trong điện môi lý tưởng

6 Sđtpđs truyền trong vật dẫn tốt

6.1 Đại lượng đặc trưng

6.2 Nhận xét

6.1 Đại lượng đặc trưng

ª giả sử :

° vật dẫn đồng nhất, tốt (>> )

° không giới hạn về phương truyền (không phản xạ)

Hệ số truyền : Trở sóng :

Vận tốc pha : Bước sóng : v p   2 ( ) ( )m

ª Đại lượng đặc trưng :

ª Phân bố sóng : không có sóng phản xạ

6.2 Nhận xét

ª sóng điện từ ngang

ª do   0 nên sóng suy giảm theo qui luật e  z

° độ xuyên sâu

° hiệu ứng bề mặt

ª Zc phức :

° sóng điện & sóng từ lệch pha nhau 45o

° Z0 = Em/Hm =

ª vận tốc pha khác vận tốc truyền sóng

ª mật độ năng lượng (biên độ) : NLTĐ << NLTT

 

Chương 4 : Trường điện từ biến thiên

1 Khái niệm chung

2 Thiết lập phương trình d’Alembert

3 Trường điện từ biến thiên điều hòa

4 Sóng điện từ phẳng đơn sắc

5 Sđtpđs truyền trong điện môi lý tưởng

6 Sđtpđs truyền trong vật dẫn tốt

6.1 Đại lượng đặc trưng

6.2 Nhận xét

6.3 Độ xuyên sâu - hiệu ứng bề mặt

ªĐộ xuyên sâu ªHiệu ứng bề mặt

ª Độ xuyên sâu

° sóng giảm theo qui luật e z , chỉ thấm đến độ sâu nào đó

ví dụ : z =  , biên độ giảm 540 lần

° độ xuyên sâu  : z =  , biên độ giảm e lần

(m)

ª Hiệu ứng bề mặt

J  E

ª biên độ của mật độ dòng cũng suy giảm theo qui luật e  z

ª dòng điện tập trung chủ yếu trên bề mặt vật dẫn

ª ứng dụng :

° tôi bề mặt bằng dòng cao tần

° khoét lõi kim loại ở tần số cao

7 Phản xạ & khúc xạ của sđtp đsắc (tự đọc)

Tóm tắt chương 4

1 Khái niệm chung

2 Thiết lập phương trình d’Alembert

3 Trường điện từ biến thiên điều hòa

4 Sóng điện từ phẳng đơn sắc

5 Sđtp đơn sắc truyền trong điện môi lý tưởng

6 Sđtp đơn sắc truyền trong vật dẫn tốt

7 Phản xạ & khúc xạ của sđtp đơn sắc