2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Дисбаланс энергии при скин-эффекте
Сообщение29.03.2015, 16:46 


10/03/14

343
Рассмотрим тонкостенное кольцо с внутренним химическим источником напряжения $E$ и сопротивлением $R$, под действием этого напряжения по кольцу течёт ток $I=\frac ER$. Так же предположим, что на кольцо падает электромагнитная волна, которая создаёт в кольце ЭДС $\varepsilon$, толщина кольца гораздо меньше, чем толщина скин-эффекта, поэтому ток, который возникает в кольце под действием волны $i=\frac{\varepsilon}{R}$. Тепловая мощность, выделяемая в кольце:
$P=(I+i)^2R=(I+i)E+I\varepsilon+i^2R$
Первый член этой суммы показывает, сколько энергии поставляет в систему внутренний источник, третий член суммы показывает, сколько энергии даёт волна, а вот второй член суммы особенный. Эта энергия, вроде бы, берётся из энергии магнитного поля кольца:
$I\varepsilon=\frac{d(LI^2)}{2dt}$
Теперь усложним схему - вместо кольца возьмём коаксиальный кабель, а толщину проводников сделаем в несколько раз больше, чем толщина скин-эффекта. Постоянный ток, текущий по внутренней оболочке равен по модулю и противоположен по направлению току внешней оболочки. Поэтому магнитное поле существует только в области от края внутренней до края внешней оболочки. В тоже время, из-за скин-эффекта, ток, возбуждаемый волной, локализован во внешней оболочке, и в формуле для мощности будет фигурировать сопротивление скин-слоя. Второй член суммы никуда не делся, в то время, как энергия магнитного поля уменьшилась как соотношения толщины оболочки к радиусу кольца. Увеличивая проводимость, эту толщину можно уменьшать и уменьшать.
Как же в этом случае составить мгновенный баланс энергии? В среднем он будет выполняться, но этого не достаточно.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ 1 сообщение ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group