Cílem předmětu je seznámení se základními pojmy teorie elektromagnetického pole. Po prostudování modulu by měl student být schopen orientovat se v základní terminologii elektrotechniky, řešit elementární úlohy z elektro/magnetostatického pole, stacionárního a kvazistacionárního pole a měl by znát základní principy šíření elektromagnetických vln.
Základy šíření vln elektromagnetická kompatibilita
160
Předpokládáme vlnu, která šíří bezeztrátovém dielektriku (vzduchu), němţ není přítomen náboj
hustoty Pro takový prostor platí Gaussova věta tvaru 0
Ediv
z
xkj
zz
xkj
zx
xkj
xzyx eEeEeE
zyx
div uuuuuuEE
0
!
z
eE
y
eE
x
eE xkj
z
xkj
y
xkj
x
(5. tedy
.21)
Z výsledku zřejmé, vektor intenzity magnetického pole sloţku směru osy kolmý na
intenzitu elektrického pole oba leţí rovině kolmé směr šíření, který totoţný směrem
Poyntingova vektoru. Dále zjišťujeme, oba
vektory intenzit sebe liší pouze zlomkem, který označíme vZ
1 veličinu vZ
nazveme
charakteristickou impedancí prostředí. Intenzita elektrického pole sloţka Ez
3 Vlna
zpětná
Intenzita elektrického pole sloţka Ey
4.20)
Z Maxwellovy rovnice
Hjrot E
z
xkj
xkj
zyx
eE
j
kj
eE
zyxj
rot
j
u
uuu
H
0
0 00
1
E
1
(5. Aby byl nulový
výraz pro
Ediv musí být prvním sčítanci hodnota nulová.2
1. Vlna
postupná
Intenzita elektrického pole sloţka Ey
2. Postupná vlna
Intenzita elektrického pole složka Ey
V prvé řadě zajímejme případem tabulky, vlnou postupnou, intenzita elektrického pole ve
směru Integrační konstantu 2
C označíme 0
E hodnotu intenzity elektrického pole souřadnici
x tedy:
y
xkj
yy eEE uuE
(5.19)
Druhý třetí člen budou vţdy nabývat nulové hodnoty, protoţe pro proměnné, podle nichţ těchto
členech derivuje, představuje čitatel konstantu derivace konstanty rovna nule. Odtud tedy plyne jiţ výše zmíněný název TEM vlna.3. základě rozboru řešení
vlnové rovnice tedy můţeme předpokládat, směru osy mohou šířit vlny:
Tab. 5. Všechny tři vektory tedy tvoří ortogonální systém. Intenzita elektrického pole sloţka Ez
5. Můţe mít sloţky pouze rovině yz, kolmé (transverzální)
ke směru šíření. nastane pouze případě, šířící
se vlna nemá sloţku směru svého šíření