110 likes | 234 Views
SATE11XX SÄHKÖMAGNEETTINEN KENTTÄTEORIA (LISÄOSA). AALTOYHTÄLÖT. Maxwellin yhtälöt lähteettömässä yksinkertaisessa ei-johtavassa väliaineessa. Lähteetön -> r = 0 ja J S = 0 Yksinkertainen -> lineaarinen, isotrooppinen ja homogeeninen Ei-johtava -> s = 0
E N D
SATE11XXSÄHKÖMAGNEETTINEN KENTTÄTEORIA (LISÄOSA) AALTOYHTÄLÖT
Maxwellin yhtälöt lähteettömässä yksinkertaisessa ei-johtavassa väliaineessa • Lähteetön -> r = 0 ja JS = 0 • Yksinkertainen -> lineaarinen, isotrooppinen ja homogeeninen • Ei-johtava -> s = 0 • Ominaisuuksia kuvataan permittiivisyyden e ja permeabiliteetin avulla m SATE.11XX.04 / mv
Maxwellin yhtälöt lähteettömässä yksinkertaisessa ei-johtavassa väliaineessa Yhtälöt ovat kahden muuttujan (E, H) ensimmäisen asteen diff. yhtälöitä -> voidaan yhdistää joko E:n tai H:n toisen asteen diff. yhtälöksi. Otetaan roottori yhtälön (1a) molemmilta puolilta: Huomioidaan yhtälön (1b) sisältämä tieto: Vektorimatematiikassa on todistettu, että SATE.11XX.04 / mv
Homogeeniset vektoriaaltoyhtälöt Koska kysymyksessä on lähteetön alue (1c) Saa yhtälö muodon Kun otetaan huomioon, että nopeudelle on voimassa yhtälö Vastaavasti: SATE.11XX.04 / mv
Jatkuvan tilan sinimuotoinen vaihtosähkö piirianalyysissä Sinimuotoinen suure esitetään kolmen eri muuttuja avulla • suuruus tai huippuarvo (amplitudi), • taajuus ja • vaihekulma Esim. RLC-sarjakytkentäpiirissä kulkeva virta ? Vaikeahko ratkaista matemaattisesti. SATE.11XX.04 / mv
Jatkuvan tilan sinimuotoinen vaihtosähkö piirianalyysissä Siirrytään käyttämään eksponentiaalimuotoa jännitteestä ja virrasta missä Nyt: SATE.11XX.04 / mv
Jatkuvan tilan sinimuotoinen vaihtosähkö piirianalyysissä Tällöin ratkaistava yhtälö saadaan muotoon Palaaminen aikatasoon tapahtuu kertomalla ratkaisu îsk ejwt:llä ja ottamalla kompleksiluvusta reaaliosa. Jos jännite on annettu muodossa e (t ) = ê sinwt , ratkaisu etenee muuten samoin, mutta siirryttäessä aikatasosta taajuustasoon otetaan imaginaariosa kompleksiluvusta ejwt. SATE.11XX.04 / mv
Aikaharmoniset sähkömagneettiset kentät Kenttävektorit, joiden suuruus riippuu paikkakoordinaatista ja jotka ovat sinimuotoisesti ajasta riippuvaisia, voidaan esittää vektoriosoittimina, joiden suuruus on paikasta riippuvainen, mutta ei ajasta Esimerkiksi cos-funktiota noudattava aikaharmoninen sähkökenttä E Tällöin: SATE.11XX.04 / mv
Aikaharmoniset Maxwellin yhtälöt Näin ollen aikaharmoniset Maxwellin yhtälöt voidaan esittää yksinkertaiselle väliaineelle kenttävektoriosoittimien (E, H ) ja lähdeosoittimien (r, J ) avulla: SATE.11XX.04 / mv
Aikaharmoniset Maxwellin yhtälöt lähteettömässä ei-johtavassa väliaineessa Aikaharmoniset Maxwellin yhtälöt lähteettömässä (r = 0 ja J =0) ei-johtavassa (s = 0) väliaineessa: SATE.11XX.04 / mv
Homogeeniset Helmholzin vektoriaaltoyhtälöt Merkitään: SATE.11XX.04 / mv