知识回顾 Field and Wave Electromagnetic 电磁场与电磁浪 201910
Field and Wave Electromagnetic 电磁场与电磁波 2019.10 知识回顾
&低频传输线和微波传输线 低频电路有很多课程,唯独没有传输线课程。理由很简单:只有两根线 有什么理论可言?这里却要深入研究这个问题。 1低频传输线 在低频中,我们只需要研究一条线因为另一条线是作为回路出现的)。电 流几乎均匀地分布在导线内。电流和电荷可等效地集中在轴线上 由分析可知, Poynting矢量集中在导体内部传播,外部极少。事实上,对 于低频,我们只须用,和Ohm定律解决即可,无须用电磁理论。不论导线 怎样弯曲,能流都在导体內部和表面附近。 2021/12/10 2
2021/12/10 2 &低频传输线和微波传输线 低频电路有很多课程，唯独没有传输线课程。理由很简单：只有两根线 有什么理论可言？这里却要深入研究这个问题。 1.低频传输线 在低频中，我们只需要研究一条线(因为另一条线是作为回路出现的)。电 流几乎均匀地分布在导线内。电流和电荷可等效地集中在轴线上。 由分析可知，Poynting矢量集中在导体内部传播，外部极少。事实上，对 于低频，我们只须用I，V和Ohm定律解决即可，无须用电磁理论。不论导线 怎样弯曲，能流都在导体内部和表面附近。 J E S E H 1 t E =2 J , ＋ £ － V
E2= E H 图2-1低频传输线 例1]计算半径r=2mm=2×103m的铜导线单位长度的 直流线耗R 2021/12/10
2021/12/10 3 J E S E H 1 t E =2 J , ＋ £ － V 图 2-1 低频传输线 ［例1］计算半径r0=2mm=2×10-3m的铜导线单位长度的 直流线耗R0
J=OE l=JS= gETr V=EdI 同时考虑Ohm定律 Edl R GEm2am258×107×x×(2×10-3)2 137×10-3g/m 代入铜材料σ=58×107 EL NS E H 2021/12/10
2021/12/10 4 I JS E r V Edl = = = 0 2 R V I Edl E r l r 0 0 2 0 2 7 3 2 3 1 58 10 2 10 137 10 = = = = = − − . ( ) . / m = 58 107 代入铜材料 . 同时考虑Ohm定律 J E S E H 1 t E =2 J , ＋ £ － V J E =
一集肤效应 11集肤效应的原理 图1.1表示了集肤效应的产生过程。图中给出的是载流导体纵向的剖面图,当导体流过电流 (如图中箭头方向)时,由右手螺旋法则可知,产生的感应磁动势为逆时针方向,产生进入和 离开剖面的磁力线。如果导体中的电流增加,则由于电磁感应效应,导体中产生如图所示方向 的涡流。由图可知:涡流的方向加大了导体表面的电流,抵消了中心线电流,这样作用的结果 是电流向导体表面聚集,故称为集肤效应。在此引进一个集肤深度( skin depth)的概念,此 深度的电流密度大小恰好为表面电流密度大小的1/e倍: 一般用集肤深度Δ来表示集肤效应,其表达式为 △ 其中:y为导体的电导率,p为导体的磁导率,工作频率 磁通 导体 图11集肤效应产生过程示意图
集肤效应