67) Čtyři Maxwellovy rovnice v nestacionárním poli obecná časová závislost. Zobecněný Ampérův zákon. rot. Faradayův indukční zákon.

Podobné dokumenty
Příklad 33 : Energie elektrického pole deskového kondenzátoru. Ověření vztahu mezi energií, kapacitou a veličinami pole.

Elastické deformace těles

OTÁZKY Z TEORIE ELEKTROMAGNETICKÉHO POLE Letní semestr 2003/2004 poslední úprava 25. června 2004

Obecná vlnová rovnice pro intenzitu elektrického pole Vlnová rovnice mimo oblast zdrojů pro obecný časový průběh veličin Vlnová rovnice mimo oblast

STACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE

Kolmost rovin a přímek

Řešení úloh 1. kola 59. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie D Autor úloh: J. Jírů

Postupné, rovinné, monochromatické vlny v lineárním izotropním nemagnetickém prostředí

Trojfázová vedení vvn Přenosové soustavy, mezinárodní propojení. Cíl: vztah poměrů na obou koncích, ztráty, účinnost. RLGC Vedení s rovnoměrně

je dána vzdáleností od pólu pohybu πb

6.1 Shrnutí základních poznatků

Základní otázky pro teoretickou část zkoušky.

Vyzařovací(směrová) charakteristika F(θ,ϕ), výkonová směrová charakteristika F 2 (θ,ϕ), hustota vyzářeného výkonu S r

Elektromagnetické pole je generováno elektrickými náboji a jejich pohybem. Je-li zdroj charakterizován nábojovou hustotou ( r r

1 Elektromagnetická vlna

MATEMATIKA III. π π π. Program - Dvojný integrál. 1. Vypočtěte dvojrozměrné integrály v obdélníku D: ( ), (, ): 0,1, 0,3, (2 4 ), (, ) : 1,3, 1,1,

F (x, h(x)) T (g)(x) = g(x)

Trojfázová vedení vvn Přenosové soustavy, mezinárodní propojení. Cíl: vztah poměrů na obou koncích, ztráty, účinnost. RLGC Vedení s rovnoměrně

Základní otázky ke zkoušce A2B17EPV. České vysoké učení technické v Praze ID Fakulta elektrotechnická

Z toho se η využije na zajištění funkcí automobilu a na překonání odporu vzduchu. l 100 km. 2 body b) Hledáme minimum funkce θ = 1.

Obvody s rozprostřenými parametry

Vlny v plazmatu. Narušení rovnováhy, perturbace se šíří prostorem => vlny Vlna musí být řešením příslušných rovnic plazmatu => módy

Úloha č. 1 pomůcky Šíření tepla v ustáleném stavu základní vztahy


Jednokapalinové přiblížení (MHD-magnetohydrodynamika)

GAUSSŮV ZÁKON ELEKTROSTATIKY

terminologie předchozí kapitoly: (ϕ, Ω) - plocha, S - geometrický obraz plochy

ELEKTŘINA A MAGNETIZMUS Řešené úlohy a postupy: Ampérův zákon

1. Regulace otáček asynchronního motoru - skalární řízení

i β i α ERP struktury s asynchronními motory

Rovinná monochromatická vlna v homogenním, neabsorbujícím, jednoosém anizotropním prostředí

Harmonický průběh napětí a proudu v obvodu

Úvod do laserové techniky

SIGNÁLY A SOUSTAVY, SIGNÁLY A SYSTÉMY

Úvod do laserové techniky

Elektromagnetické pole, vlny a vedení (A2B17EPV) PŘEDNÁŠKY

1. Cvičení: Opakování derivace a integrály

U218 Ústav procesní a zpracovatelské techniky FS ČVUT v Praze. Seminář z PHTH. 3. ročník. Fakulta strojní ČVUT v Praze

Řešení úloh celostátního kola 59. ročníku fyzikální olympiády. Úlohy navrhl J. Thomas

Příloha-výpočet motoru

X31EO2 - Elektrické obvody 2. Kmitočtové charakteristiky

Rovinná a prostorová napjatost

Normálové napětí a přetvoření prutu namáhaného tahem (prostým tlakem) - staticky určité úlohy

MATEMATIKA II - vybrané úlohy ze zkoušek v letech

Zakončení viskózním tlumičem. Charakteristická impedance.

ŠROUBOVICE. 1) Šroubový pohyb. 2) Základní pojmy a konstrukce

Základní topologické pojmy:

ELEKTROTECHNIKA 2 TEMATICKÉ OKRUHY

Příklad 70 Vypočet konstanty šíření (fázová konstanta, měrný útlum)

Z transformace. Definice. Z transformací komplexní posloupnosti f = { } f n z n, (1)

Mechatronické systémy struktury s asynchronními motory

Rovnice rovnováhy: ++ =0 x : =0 y : =0 =0,83

Ochrany bloku. Funkce integrovaného systému ochran

Přehled veličin elektrických obvodů

Řešení: Nejdříve musíme určit sílu, kterou působí kladka proti směru pohybu padajícího vědra a napíná tak lano. Moment síly otáčení kladky je:

Couloumbuv zákon stejne jako vetsina zakonu elektrostatiky jsou velmi podobna zakonum gravitacniho pole.

Pružnost a plasticita II

Mezní napětí v soudržnosti

MATEMATIKA II - vybrané úlohy ze zkoušek ( 2015)

TENSOR NAPĚTÍ A DEFORMACE. Obrázek 1: Volba souřadnicového systému

KLASICKÁ MECHANIKA. Předmětem mechaniky matematický popis mechanického pohybu v prostoru a v čase a jeho příčiny.

Práce vykonaná v elektrickém poli, napětí, potenciál Vzájemná souvislost mezi intenzitou elektrického pole, napětím a potenciálem Práce vykonaná v

3. AMPLITUDOVĚ MODULOVANÉ SIGNÁLY

Jiří Cajthaml. ČVUT v Praze, katedra geomatiky. zimní semestr 2014/2015

Diferenciáln. lní geometrie ploch

CVIČENÍ č. 10 VĚTA O ZMĚNĚ TOKU HYBNOSTI

1.7 Magnetické pole stacionárního proudu

Jev elektromagnetické indukce

Teoretická elektrotechnika - vybrané statě

Skalární a vektorový popis silového pole

Gyrační poloměr jako invariant relativistického pohybu. 2 Nerovnoměrný pohyb po kružnici v R 2

Kontraktantní/dilatantní

Cvičení z termodynamiky a statistické fyziky

Úvodní informace. 17. února 2018

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2015

Vlastní čísla a vlastní vektory

13. cvičení z Matematické analýzy 2

Termomechanika 10. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

Základní pasivní a aktivní obvodové prvky

Cvičné texty ke státní maturitě z matematiky

Prověřování Standardního modelu

Definice 28 (Ortogonální doplněk vektorového podprostoru). V k V n ; V k V. (Pech:AGLÚ/str D.5.1)

1 Topologie roviny a prostoru

1. Řešená konstrukce Statické řešení Výpočet průhybové čáry Dynamika Vlastní netlumené kmitání...

MFT - Matamatika a fyzika pro techniky

Vzájemné silové působení

POHYB SPLAVENIN. 8 Přednáška

Šroubový pohyb rovnoměrný pohyb složený z posunutí a rotace. Šroubovice dráha hmotného bodu při šroubovém pohybu

Analytická geometrie přímky, roviny (opakování středoškolské látky) = 0. Napište obecnou rovnici. 8. Jsou dány body A [ 2,3,

Matematika vzorce. Ing. Petr Šídlo. verze

(Následující odstavce jsou zde uvedeny jen pro zájemce.) , sin2π, (2)

Maxwellove rovnice, elektromagnetické vlny

2. ANALYTICKÁ GEOMETRIE V PROSTORU Vektory Úlohy k samostatnému řešení... 21

Matematika pro chemické inženýry

Rovinná harmonická elektromagnetická vlna

Učební text k přednášce UFY102

Lineární algebra : Metrická geometrie

19 Eukleidovský bodový prostor

14. přednáška. Přímka

Příloha č. 1. amplitudová charakteristika filtru fázová charakteristika filtru / frekvence / Hz. 1. Určení proudové hustoty

Transkript:

67) Čtři Maxweov rovnice v nestacionárním poi obecná časová ávisost obecněný Ampérův ákon H I ψ t rot H J D t Faraaův inukční ákon. φ t rot B t Gaussova věta S D S Q iv D ρ S B S iv B

. ( B S) t. ( Bn Sn) t rot n im S. S n B t n

( ) S S x Sx x S S S. im,. im,. im,rot,rot rot rot

. S x S x x. im rot

68) Obecná vnová rovnice pro intenitu eektrického poe mimo obast rojů J σ D ε rot H J D σ. ε t t B µ H µσ µε t t rot B H µ t t

69) nergetická biance eektromagnetického poe Pontingův teorém Výkon vstupující obaovou pochou S o objemu V Výkon který se přeměňuje v tepo Výkon poíející se na výšení energie eektromagnetickéh o poe S ( H ) S J. V V W t

7) Pontingův vektor Pontingův vektor vektor jehož směr souhasí se směrem toku energie a veikost je rovna pošné hustotě výkonu S H

71) Pomínk na rohraní pro tečné sožk v nestacionárním poi H I S ψ t φ B S. φ t S I J S S S I, ψ, φ ψ D S S H 1 t H t B B 1 t t µ µ 1 Pomínk na rohraní jsou stejné jako ve stacionárním poi! 1 t t D D 1t t ε ε 1

7) Pomínk na rohraní pro normáové sožk v nestacionárním poi Β S S D S S Q B B 1 n n σ D n D 1 n σ D 1 n D n H H 1n n µ µ 1 Pomínk na rohraní jsou stejné jako ve stacionárním poi! 1n n ε ε 1

73) Rovnice kontinuit pro voné náboje a prou v nestacionárním poi Součet prouů, které vtékají a vtékají pochou uavřenou koem určitého objemu, se projeví jako časová měna náboje obsaženého v tomto objemu. S J S Q t iv J ρ t

74) ápis časového průběhu pomocí fáorů, ápis časových erivací jϕ sin( ) Im( e jωt jωt x ωt ϕ x e ) Im( Εx e ) Im( Ε x rot ) fáor Rotující fáor Ε x x j e ϕ Ε x Ε rot x jωt jϕ e x e e jωt t [ ] [ ] jϕ jω sin( ωt ϕ ) Im jω ( e e ) Im[ jω ] x x t Ε x rot t [ ] [ ] [ ] sin( ωt ϕ ) Im jω jω Ε Im ω Ε x xrot xrot

75) Maxweov rovnice pro harmonick proměnné nestacionární poe Pro harmonické průběh jsou vektor obecných časových rovnic nahraen fáor vektorů, siový a magnetický tok je nahraen fáorem toku, časové erivace jsou nahraen součinem jω obecněný Ampérův ákon H I jωψ rot H J jωd Faraaův inukční ákon. jωφ rot jωb

76) Vnová rovnice pro intenitu eektrického poe mimo obast rojů, harmonick proměnné veičin, ápis pomocí fáorů µσ µε t t Obecná vnová rovnice mimo obast rojů jωµσ ω µε Vnová rovnice pro harmonické průběh Konstanta šíření k k jωµ (jωε σ )

77) Časová stření honota energie eektrického a magnetického poe apsaná pomocí fáorů

78) Rovinná harmonická eektromagnetická vna má sožku poue ve směru os x a ta je poue funkcí (rovinné vnopoch) x ( ) x, ( x ) f, k jωµ (jωε σ ) k x ( ) k x ( ) x Vna ve směru - ( ) jk jk C e C e 1 Vna ve směru

x ( ), x ( x ) f, ( ) H, H H x H f ( x, )

79) Orientace a H, směr šíření rovinné vn x ( ), x f ( x, ) rot jωµ H ( ) H, H H x H f ( x, ) Tok výkonu S H

8a) ápis fáoru rovinné harmonické eektromagnetické vn x jk jk jk jϕ j ( ) o β C e C e e e α e e 1 Neuvažujeme oraženou vnu m Fáor v boě x jk( ) jϕ ( ) C e e 1 m Konstanta šíření k jωµ (jωε σ ) Ampitua intenit eektrického poe Fáe v boě k jωµ (jωε σ ) β jα

8b) ápis fáoru H rovinné harmonické eektromagnetické vn H ( ) x jϕ ( ) o α jβ e e e j( ϕ ϕ ) α jβ jk m jϕ H e m e o e e H e Vnová impeance e jϕ Ampitua intenit magnetického poe m H m Fáor v boě j( ϕ ) ( ) e o ϕ H H H m

( ) j o j m e β ϕ α e e x ( ) ( ) ) sin( e )e ( Im, j o m t x t t ϕ β ω α ω x Fáor ( ) ( ) j o j H m β α ϕ ϕ e e e H ( ) ( ) ) sin( e )e ( Im, j o m t t H t H ϕ ϕ β ω α ω H Fáor H 81) ápis okamžité honot a H rovinné harmonické eektromagnetické vn

81b) Časový průběh veičin ve vou místech : a 1

81c) Časový průběh veičin a H ve místě :

x X H Y 1 λ

8) Konstanta šíření x ( ) k x ( ) λ k k jωµ (jωε σ ) λ 1, ± j k x ( ) jk jk C e C e 1 Měrný útum k jωµ (jωε σ ) β jα Konstanta šíření Fáová konstanta

83) Vnová éka a fáová rchost λ π β Vnová éka je nejmenší váenost vou míst, ve kterých veičin eektromagnetického poe kmitají se stejnou fáí v f ω β Fáová rchost je rchost se kterou se pohbují místa s konstantní fáí rovinné vnopoch

v f ω β

v sk ω β 84) Skupinová rchost

85) Co je a jak je efinována vnová impeance v obecném prostřeí Vnová impeance je kompexní veičina, která uává vtah mei fáorem intenit eektrického a magnetického poe x ϕ ωµ e j k j ωµ H j ωε σ Absoutní honota uává poí ampitu H m m Argument uává fáové požění H a

86) Výkon přenášený rovinnou vnou pochou 1m Výkon přenášený jenotkou poch je charakteriován Pontingovým vektorem S H S okamžitý výkon Stření výkon Stření výkon apsaný pomocí fáorů x x H H S cos ) cos( π α H S ), ( ), ( ), ( t H t t S x ) cos( 1 ) cos( 1 ) ( m m m stř e e H S ϕ ϕ α α [ ] * ) ( ) ( Re 1 ) ( S stř x H

87) Výkon přeměněný v tepo, biance činného výkonu Výkon přeměněný v tepo v jenotce objemu p 1 ϑ ( ) σ m Objem V Vstupující výkon Vstupující výkon Výkon přeměněný v tepo S stř ( ) S stř ( ( p V A 1m ) ϑ 1 ) pϑ ( ) 1 V

88) Konstanta šíření v ieáním ieektriku ωε >> σ k j ωµ (jωε σ ) β jα k ω µε β j α β ω µε ω c ε r α Vna se netumí

89) Vnová éka a fáová rchost v ieáním ieektriku Rchost světa π π λ β ω µε f c ε r Ve vuchu λ c f v f ω β ω ω µε c ε r Ve vuchu v f c

9) Vnová impeance v ieáním ieektriku ωε >> σ jωµ j ωε σ µ jϕ ε e Ve vuchu 1π µ ε ϕ a H je ve fái

91) Konstanta šíření v obrém voiči ωε << σ k j ωµ (jωε σ ) β jα k ωµσ jωµ σ 1 j j ( ) β α β α ωµσ

9) Vnová impeance v obrém voiči ωε << σ jωµ j ωε σ π j 4 jωµ ωµ j e e σ σ ϕ ωµ σ ϕ π 4 úhe, o který přebíhá H

93) Tp poariace eektromagnetické vn Poariace uává orientaci vektoru intenit eektrického poe v prostoru Lineární koncový bo vektoru obíhá po přímce Poariace S oheem na orientaci vektoru vůči rovině emě horiontání vertikání kruhová koncový bo vektoru obíhá po kružnici evotočivá, pravotočivá eiptická koncový bo vektoru obíhá po eipse

94) Pomínk vtvoření vn ineárně, kruhově a eiptick poariované Superpoicí vou ineárně poariovaných vn geometrick natočených o úhe ψπ/ (např. x, ) a fáově posunutých o úhe ϕ ostaneme: x,,ϕ ineárně poariovaná, přímka ve směru x x,,ϕ ineárně poariovaná, přímka ve směr x,,ϕ ineárně poariovaná, přímka v ibovoném směru x,ϕ π/ Kruhově poariovaná x,ϕ π/ eiptick poariovaná, osa eips ve směru x () x,ϕ (,π/) eiptick poariovaná, osa eips v ibovoném směru

ineárně poariovaná přímka ve směru x x x

ineárně poariovaná x přímka ve směr

ineárně poariovaná x x

ineárně poariovaná přímka v ibovoném směru x x

Kruhově poariovaná x x

eiptick poariovaná x x

eiptick poariovaná x x

eiptick poariovaná x x

95) Povrchový jev prou tekoucí pooprostorem p, H p fáor intenit eektrického a magnetického poe na povrchu voiče I Fáor cekového prouu, který teče pásem širokým 1m ve sponím pooprostoru Jx() S S jk p p ( h 1) σ.e (1 j) p σ (1 j) α σ α Ampitua cekového prouu, který teče pásem širokým 1m ve sponím pooprostoru σ p I m α

96) Co je jak je efinována houbka vniku? Houbka vniku je váenost, na které se utumí ampitua veičin eektromagnetického poe e -1 x e α. 1 e δ 1 α

97) Povrchová impeance frekvenční ávisost H p p 1 ( 1 j) Ref jωl i σδ fektivní opor pásu voiče o šířce h1m a éce 1m a toušťce δ R ef 1 σδ Vnitřní inukčnost pásu voiče o šířce h 1m, éce 1m a toušťce δ L i ωµσ 1 α µ ωσδ ωσ ω σ ωσ

α σ α σ σδ 4 1 1 1 p p m ef I R P α σ σ σ α 4 1 1 p V p e V P trát v pásu jenotkové šířk a ék na voiči počítané pomocí efektivního oporu jsou ekvivaentní skutečným cekovým trátám trát v pásu jenotkové šířk a ék na voiči počítané pomocí Joueových trát I m Ampitua cekového prouu sponím pooprostorem v pásu o jenotkové šířce

98) Vna TM na veení U smetrického homogenního vojvoičového veení (koaxiání kabe, smetrická vouinka) může vniknout eektromagnetická vna šířící se po veení, která má obra poe jako na obráku. Siočár eektrického a magnetického poe jsou navájem komé inie, které jsou navíc komé na směr šíření vn po veení. Vna TM na veení V tomto přípaě muvíme o vně TM na veení, což namená: T směr veičin poe transverání komý ke směru šíření vn veičin eektrického poe jsou komé na směr šíření M veičin magnetického poe jsou komé na směr šíření Tato kasifikace je voena proto, že ve vnovoech i na koaxiáních veeních mohou vniknout vn i s jiným obraem poe, napříka tp T (intenita eektrického poe má sožk poue ve směru komém na směr šíření, intenita magnetického poe má i sožku ve směru šíření vn) a vna TM.

( ) ( ) ( ) ( ) j j C G L R U U ω ω ( ) ( ),, L u R u t u t u ( ) ( ) ( ),,, t t i L t i R t u ( ) ( ),, C i G i t i t i ( ) ( ) ( ),,, t t u C t u G t i ( ) ( ) ( ) ( ),, ) (,, t t u LC t t u RC LG t u RG t u 99) Vnová rovnice pro časové proměnné napětí a prou, vna TM na veení Obecný časový průběh veičin Harmonický průběh veičin fáorová rovnice

( ) ( ) ( ) ( ) j j C G L R U U ω ω ( ) ( ) U -γ U ( ) ( ) C G L R ω jω j γ ( ) ( ) ( ) 4 43 4 14 4 1 44 43 smer smer e e e e β α β α j j 1 γ γ 1 C C C C U ( ) ( ) C G L R ω ω β α j j j γ 1) Řešení teegrafní rovnice pomocí fáorů Konstanta šíření na veení

( ) )) ( sinh( )) ( cosh( γ I γ U U K K ( ) )) ( sinh( )) ( cosh( γ U γ I I k K γ K K 1 I U C e γ K K I U C e () ) ( ) ( e e γ K K γ K K I U I U U ( ) 443 1 1443 smer smer e e γ γ C 1 C U Pro stanovení konstant je třeba nát fáor napětí (nebo prouu) v jenom boě, bue-i tímto boem konec veení, potom Fáor napětí a prouu v ibovoném místě o váenosti o ačátku veení Stanovení konstant v obecné rovnici pro vnu na veení

11) Konstanta šíření po veení γ ( R jω L) ( G j C) α jβ ω Ieání beetrátové veení Nekresující veení,konstantní fáová rchost γ R, G α j β jω LC γ α R L G C j β RG jω LC α α RG β ω LC! ω µ ε β ω LC! ω µ ε

1) Charakteristická impeance veení U I ( ) ( ) U I ( ) ( ) R jω γ L R G jω L jω C Ieání beetrátové veení Nekresující veení,konstantní fáová rchost R, G L C R L G C R G L C

13) Charakteristická impeance koaxiáního veení L Pro ieání beetrátové veení i nekresující veení µ n π b a ε r a b C πε ε r b n a L C b 6n a 1 ε r

14) Vnová éka a fáová rchost vn TM na ieáním veení U kažého smetrického vouvoičového veení patí LC µε Vnová éka π π π λ β ω LC ω µε f c ε r Fáová rchost v f ω ω β ω LC ω ω µε c ε r konst f (ω)

) tan( j ) tan( j β β K K p 15) Impeance na vstupu beetrátového veení Je-i veení o éce a charakteristické impeanci atíženo na konci impeancí átěže k, bue se e vstupní stran jevit jako impeance o veikosti p λ π β β π λ ) tan( j ) tan( j λ π λ π K K p K ) ( f K p λ n K p Připůsobené veení Honot se opakují s násobk λ/

16) Impeance na vstupu beetrátového veení spojeného na konci nakrátko nebo ropojeného Veení nakrátko p K j j K tan( π ) λ tan( π ) λ Veení napráno p λ 8 λ 4 3 λ 8 λ j K tan(π p p p p ) λ j j K λ 8 λ 4 3 λ 8 λ p j tan(π ) λ p p p p j j