Էլեկտրամագնիսական ալիքների տարածումը



Էլեկտրամագնիսական ալիքների տարածումը ուղղանկյուն մետաղական ալիքատարում 

Ուղղանկյուն մետաղյա ալիքատարը ուղղանկյուն հատույթ ունեցող խողովակ է, որը ծառայում է որպես հաղորդման գիծ։ Հատույթի լայնության չափը նշանակում են a, իսկ նեղ պատի լայնությունը՝ b ։ z առանցքի ուղղությամբ, որով տարածվում են էլեկտրամագնիսական ալիքները, ալիքատարը անվերջ երկար են համարում։ Ալիքատարի ներսում օդ է կամ վակում, այսինքն՝ մի նյութ, որի ,։

Ալիքատարի պատերը համարվում են իդեալական հաղորդիչ, այսինք՝ պատրաստված են  տեսակարար ծավալային հաղորդականությամբ նյութից։ Այսինքն, ալիքատարում կորուստներ չկան։

տիպի ալիքները ուղղանկյուն ալիքատարում 
ալիքները բնութագրվում են այն բանով, որ մագնիսական դաշտն ունի  երկանյակի բաղադրիչ, իսկ էլեկտրական դաշտը՝ լայնակի է, ։

Ուղղորդված ալիքների լայնակի և երկայնակի բաղադրիչների կապվածությունն արտահայտվում է հետևյալ բանաձևերով՝

Այստեղ ն լայնական ալիքների թիվն է։

Տվյալ էլեկտրամագնիսական դաշտի բոլոր բաղադրիչները կարելի է արտահայտել ով ձևափոխված բանաձևերի միջոցով․

Լայնական ալիքների թիվը կարելի է գրել հետևյալ բանաձևով․

Որտեղ  և  –ը ալիքների տիպերի ինդեկսեն են, որոնք ցույց են տալիս դաշտի վարիացիաների թիվը   և  առանցքների երկայնքեվ։ և 

թվերը կարող են ստանալ ցանկացած արժեքներ, այդ թվում զրո, բայց երկուսը միասին զրոյի հավասար չեն կարող լինել։

Հիմնական մագնիսական ալիքի համար, որն ամենացածր տիպի ալիքն է,  և  ստանում են   և  հնարավոր արժեքներ։

Այդ տիպի ալիքը կոչվում է ։

տիպի ալիքներ 
 տիպի ալիքն ունի դաշտի պարզագույն կառուցվածք և բնութագրվում է նվազագույն մարումով։ Ինդեքսները նշանակում են,որ ալիքատարի

լայնքով(× առանցքի գծով) տեղավորվում է դաշտի մեկ կանգուն կիսաալիք(սինուսոիդ՝  և ալիքների համար,կոսինուսոիդ՝ ալիքի համար), իսկ ալիքատարի երկայնքով ( առանցքի գծով) դաշտի կազմարարների ամպլիտուդները մնում են անփոփոխ։  ալիքի դաշտի բաղադրամասերի ակնթարթային արժեքները կոմպլեքս ձևով արտահայտվում է հետևյալ կերպ․

որտեղ ն կոմպլեքս ապլիտուդներ են;

ը տարածական գործակիցն է;

ն մարման գործակիցը;

ն փուլի գործակիցը(երկայնակի ալիքային թիվ)։

  ալիքի դաշտի բաղադրամասերի իչական ակնթարթային արժեքները արտահայտվում են հետևյալ կերպ․

Էլեկտրական բաղադչիչի ամպլիտուդը՝

ի դեպքում Հետևաբար,ն  ալիքի էլեկտրական դաշտի ամպլիտուդի արժեքն է ալիքատարի կենտրոնում։

Իդեալական՝կատարյալ հաղորդչի պատերով ալիքատարում  փուլի գործակիցը հավասար է․

Իդեալական ալիքատարում, անկորուստ դիէլեկտրիկով լցոնված, տարածական գործակիցը կամ ուղղակի իրական մեծություն է, կամ ուղղակի երևակայական(ոչ կոմպլեքս)։

Կրիտիկականից ցածր բոլոր հաճախականությունների համար՝ տ      ։

Նման ալիքներն ալիքատարում արագ մարում են ու չեն կարողանում տարածվել ալիքատարի մեջ, քանի որ դրանց ամպլիտուդը մի քանի ալիքների երկարության տարածության վրա գործնականում դառնում է հավասար զրոյի։

Կրիտիկականից բարձր բոլոր հաճախականությունների համար՝     ։

Նման ալիքները տարածվում են ալիքատարի ներսում առանց մարման։ Այսպիսով, ալիքատարն իրեն դրսևորում է որպես վերին հաճախականությունների ֆիլտր (զտիչ) թեք ֆրոնտով ու կրիտիկականին հավասար կտրման հաճախությամբ։

կր կրիտիկական հաճախականությունը կապված է ալիքի կրիտիկական երկարության հետ սովորական բանաձևով․

կր

Բանաձից հետևում է հիմնական մագնիսական ալիքի կրիտիկական երկարությունը  է։

Դա ալիքի առավելագույն կրիտիկական երկարությունն է։ Էլեկտրական և մագնիսական ալիքների բարձրագույն մոդելի ալիքների կրիտիկական երկարությունը ից փոքր են։ Այսպիսով, հիմնական մագնիսական  ալքի դեպքում պահանջվում է նվազագույն չափերի ալիքատար։ Այս հանգամանքը, ինչպես նաև այն, որ ամենացածր տիպի ալիքի դեպքում հնարավոր է իրագործել ալիքատարի աշխատանքի միամոդ ռեժիմ,  ալիքի շոշափելի առավելությունն է ալիքների բազմաթիվ այլ տիպերի մեջ։

Հաղորդող գծի ռեժիմը բնութագրվում է անդրադարձման Г գործակցով, որը կապված է ԼԿԱԳ (լարման կանգուն ալիքի գործակցի) հետ k բանաձևով.

| Г|

Ալիքատարներում ԼԿԱԳ-ի մեծությունը որոշվում է առավելագույն և նվազագույն կանգնած ալիքի էլեկտրական դաշտի լարվածության միջոցով.

Մետաղյա ալիքատարը երբեմն կոչվում է արագ ալիքների ալիքատար։ Այդպիսի ալիքատարում փ փուլային արագությունը լույսի c արագությունից ավելի է և հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով.

փ

Քանի որ ալիքատարում ալիքի երկարությունը կապված է փ փուլային արագության հետ կապված է հետևյալ բանաձևով

ափ

ալիքի երկարությունն ալիքատարում ավելի երկար է արտացոլվում, քան ալիքի երկարությունն ազատ տարածության մեջ միևնույն հաճախականության դեպքում.այն հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով.

ա:

Էլեկտրամագնիսական դաշտի էներգիան 
Ալիքատարում էլեկտրամագնիսական դաշտի էներգիան կարելի է բաժանել երկու տեսակի.

1.ակտիվ էներգիան, որը տեղափոխվում է z առանցքի ուղղությամբ,

2.ռեակտիվ (կուտակված էներգիան), որը կապված է x առանցքի երկայնքով լայնակի կանգուն ալիքների գոյացման հետ։

Էլեկտրամագնիսականություն