Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Elektryczno ść i Magnetyzm Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk Wykład dwudziesty piąty 13 maja 2010.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Elektryczno ść i Magnetyzm Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk Wykład dwudziesty piąty 13 maja 2010."— Zapis prezentacji:

1 Elektryczno ść i Magnetyzm Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk Wykład dwudziesty piąty 13 maja 2010

2 Z poprzedniego wykładu Kabel koncentryczny lepiej oddaje kształt sygnału od zwykłych przewodów; parametry kabla Fala elektromagnetyczna TEM (transverse electric and magnetic) w kablu koncentrycznym, jej prędkość (a prędkość prądu?) Opór falowy, odbicie od końca kabla w zależności od obciążenia Tłumienie w kablu (rośnie z częstością)

3 Pr ę dko ść fali a pr ę dko ść pr ą du Przy napięciu 1 V liniowa (nadmiarowa) gęstość ładunku jest rzędu 100 pC/m Liniowa gęstość ładunku swobodnego w przewodzie centralnym jest większa o 14 rzędów wielkości Zatem prąd w drucie płynie z prędkością nie m/s, ale 2  m/s Obraz sztywno przemieszczającej się nadmiarowej gęstości ładunku jest fałszywy! masa molowa stała Faradaya gęstość

4 Jaka pr ę dko ść ? model Obszar zwiększonej gęstości ładunku rozszerza się z prędkością v = I/ czoła fali Prędkość czoła fali ruchu ładunku jest większa od prędkości nośników!

5 Tłumienie zale ż ne od cz ę sto ś ci Kabel działa podobnie do obwodu całkującego Tłumienie wyższych częstości Wyjaśnienie? We Wy R C

6 Tłumienie w kablu koncentrycznym Moc przesyłana Niech opór (szeregowy) kabla Moc tracona na jednostkę długości Zanik wykładniczy Z długością charakterystyczną dla napięcia czyli Dla parametrów naszego kabla za dużo!

7 Fala elektromagnetyczna w kablu koncentrycznym TEM (transverse electric and magnetic) Może biec w obu kierunkach Prędkość niezależna od geometrii Kabel dla źródła stanowi opór Odbicie od końca z wyjątkiem dopasowania oporowego Odbicie od granicy ośrodków Tłumienie Zniekształcenie

8 Druty Lechera Ernst Lecher Fala stojąca dla pola elektrycznego i magnetycznego – pomiar długości fali  1.55 m Częstość na oscyloskopie, wyznaczenie prędkości fali Fala w wodzie: znacznie krótsza

9 Fale metrowe w powietrzu: kierunki pól G Pole elektryczne Pole magnetyczne

10 Fale metrowe w powietrzu Pomiar częstości i długości fali stojącej T /2

11 Fala elektromagnetyczna w otwartej przestrzeni Równania Maxwella w ośrodku bez ładunków i prądów czyli klasyczne równanie falowe Eliminując H otrzymujemy co po skorzystaniu z tożsamości daje

12 Fala elektromagnetyczna harmoniczna Równania Maxwella przybierają postać Równanie na pole elektryczne przybiera postać Fala harmoniczna: a więc z której widać poprzeczność fali i prostopadłość obu pól Uwaga: wektory k,  i H (w tej kolejności) tworzą układ prawoskrętny. Zachodzi równoważność oraz

13 Czy fala elektromagnetyczna mo ż e rozchodzi ć si ę w o ś rodku przewodz ą cym? Równania Maxwella z uwzględnieniem przewodnictwa  przybierają postać Fala harmoniczna: mamy Dla dobrego przewodnika można zaniedbać prąd przesunięcia, np. miedź przy 1 GHz a stąd co oznacza zanik fali w głąb przewodnika Wtedy zamiast z długością charakterystyczną

14 Efekt naskórkowy Przewodnikdelta przy 10GHz Aluminum0.8 µm Miedź0.65 µm Złoto0.79 µm Srebro0.64 µm Częstośćdelta 60 Hz8.57 mm 10 kHz0.66 mm 100 kHz0.21 mm 1 MHz66 µm 10 MHz21 µm Głębokość wnikania A więc opór (szeregowy) kabla koncentrycznego zależy od częstości, bo zmienia się grubość warstwy, przez którą płynie prąd. Stąd tłumienie fali zależne od przebytej drogi i zniekształcenie kształtu obserwowane na poprzednim wykładzie.

15 Transformator Tesli Nikola Tesla Belgrad -muzeum Colorado Springs

16 Napi ę cie bezpieczne Przyjmuje się wartość 25 V Natężenie bezpieczne do 50 mA Żarówka 25 W: ponad 100 mA 40 W: ponad 150 mA Wniosek: nie należy zasilać takich żarówek przez człowieka

17 Efekt naskórkowy a transformator Tesli Przewodnikdelta przy 10GHz Aluminum0.8 µm Miedź0.65 µm Złoto0.79 µm Srebro0.64 µm Częstośćdelta 60 Hz8.57 mm 10 kHz0.66 mm 100 kHz0.21 mm 1 MHz66 µm 10 MHz21 µm Głębokość wnikania Typowa częstość własna transformatora Tesli jest rzędu 100 kHz Przewodnictwo tkanek człowieka jest rzędu 1 (  m) -1, o 8 rzędów mniejsze od przewodnictwa miedzi Daje to oszacowanie głębokości wnikania rzędu 2 m Fizyka medyczna, AOW Exit Warszawa 2002

18 Mikrofala Rozchodzenie się w powietrzu od źródła do detektora Kierunek pola elektrycznego wyznaczony polaryzatorem drutowym Odbicie mikrofali od blachy: kąt padania = kątowi odbicia

19 Odbicie od powierzchni metalu += k1k1 k2k2 k1k1 k2k2 Na palcach: kąt padania równy kątowi odbicia Fala bieżąca wzdłuż powierzchni i stojąca prostopadle do niej


Pobierz ppt "Elektryczno ść i Magnetyzm Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk Wykład dwudziesty piąty 13 maja 2010."

Podobne prezentacje


Reklamy Google