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

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.

Trang 1

CHƯƠNG 4

TRƯỜNG ĐIỆN TỪ

BIẾN THIÊN

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

Trang 2

CHƯƠNG 4: TĐT BIẾN THIÊN

1 Khái niệm chung

2 Các phương trình TĐTBT dạng phức

3 Sóng ĐTPĐS truyền trong MTĐM lý tưởng

4 Sóng ĐTPĐS truyền trong MTVD lý tưởng

5 Bức xạ điện từ

Trang 3

1 Khái niệm chung

 TĐTBT được mô tả bởi hệ PT Maxwell

D div

t

B E

rot

t

D J

H rot

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

Trang 4

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.

rot

t

A rot

A

rot t

t

B E

rot

Trang 5

Mặt khác ta có:

t

A grad

E

grad t

A E

grad t

A E

rot

grad rot

(

Trang 6

Mà ta có:

Trang 7

Từ hệ phương trình Maxwell ta có:

) '

(

2

Alembert d

PT

J t

(

) (

0

2

Alembert d

PT t

Lorentz

Theo t

A div

A

div t

t

A grad

div E

div D

Trang 8

Như vậy ta được hệ PT truyền sóng d’Alembert

Nếu MT không chứa dòng điện và điện tích thì:

t

J t

A A

t

A A









Trang 9

Tương tự trong MTĐM lý tưởng, đối với E và

t

H H

t

E E



Trang 10

e E

i e

E i e

z y x t

z y x E

i

z y x t

z y x E

i

z y x t

z y x E

i t

z y x

E

t j

j zm z

j ym y

j xm x

t j

z zm

z

y ym

y

x xm

x

z y

x

, ,

Re

.

Re

) , , ( cos

) , , (

) , , ( cos

) , , (

) , , ( cos

) , , ( )

, , ,

Trang 11

z y x

E t

z y x E j

t z y x

E t

z y x E t

z y x E

, , )

, , , (

, , )

, , , (

, , )

, , , (

2 2

Trang 12

D div

B j

E rot

D j

J H

rot





Trang 13

Trang 14

E E

Trang 16

j K

Kz A

K Kz

A j

K i



Trang 17

i H

E E

i E

y x

E H

A H

z t

A E

Kz Z

A H

Kz A

E

C C

cos

2

cos

2

exp

1 1 1

1

Trang 18

Hình ảnh lan truyền của sóng thuận:

 Từ kết quả trên cho thấy:

 Sóng lan truyền trong MTĐM lý tưởng không bị tắt dần

Trang 19

E H

E

Z C

Trang 20

d dz

E

d 2 2 2 2 

Trang 21

Kz A

K Kz

A j

K i

K

j j

K j

2

1

2

Trang 22

i H

E E

i E

y x

0 45

j

K

j H

E H

E

Z C

Trang 23

cos

2

exp

1 1

z t

e Z

A H

z t

e A E

z j

z Z

A Kz

Z

A H

z j z

A Kz

A E

z C

z

C C

Trang 24

Hình ảnh lan truyền của sóng thuận:

Trang 25

Từ kết quả trên cho thấy:

E

Z C

Trang 26

 Độ sâu xuyên thấu (Z 0 ): là khoảng cách tính từ mặt môi trường dẫn theo phương truyền sóng trên đó sóng giảm đi e lần.

Trang 27

5 Bức xạ điện từ

 Khái niệm:

 TĐTBT có khả năng lan truyền trong không gian dưới dạng sóng từ những vùng có điện tích hoặc dòng điện biến thiên được coi là những nguồn Đó

là hiện tượng bức xạ điện từ

 Khi lan truyền, nó mang theo năng lượng, tín hiệu.

 Các TB dùng để bức xạ và thu SĐT gọi là anten

Trang 28

 Bức xạ điện từ của nguyên tố anten thẳng

 Nguyên tố anten (bức xạ) thẳng là một đoạn dây dẫn thẳng, hở 2 đầu, mang dòng điện biến thiên

theo thời gian, có độ dài l đủ nhỏ so với bước sóng

sao cho tại một thời điểm nhất định có thể coi dòng điện có giá trị như nhau trên toàn bộ đoạn dây.

 Xét trường bức xạ do dòng điện gây ra trong môi trường điện môi lý tưởng

) sin(   

i m

Trang 29

Hàm từ thế vectơ A có dạng:

Nghiệm của phương trình này ở những vùng xa so

với chiều dài của nguyên tố anten thẳng, R >> l có

dạng:

Với:

J t

A v

A t

( 4

.

)

( 4

)

( 4

I l v

R t

i R l

dl v

R t

i R

dv v

R t

J R

A

m

l V

Trang 30

A Acos

4 Isin e

j lk

I A

A

R R R

Trang 31

Cường độ điện trường E có 2 thành phần:

2

3

1 2

cos sin

sin

1 1

R k R

k

j e

j

lk

I H

R j

2

3

1 1

4

sin 1

1

R k R

k

j kR

e j

lk

I RH

R R j

1 1

2

1

3 3 2

k R

2

4

sin

; 2

cos

; 4

sin

R j

l

I E

R j

l

I E

Trang 32

 Xét miền xa:

3 3 2

2

1 1

2

1

R k R

k R

sin

4

sin 4

sin 2

sin

4

sin 4

sin

2 2

jkR jkR

jkR

jkR jkR

E

H Z

e R

l

I jZ

e Rv

l

I j

e R

lk

I j E

e R

l

I j

e Rv

l

I j

e R

lk

I j H

Trang 33

Chuyển sang giá trị tức thời:

t R

l

I Z

E

i

R v

t R

l

I H

m C

sin

90

sin 2

sin

H E

P  

2 2

3

2 3

d P

S bx

P

Định dạng
Số trang	33
Dung lượng	349,46 KB