Рассмотрим тонкостенное кольцо с внутренним химическим источником напряжения
и сопротивлением
, под действием этого напряжения по кольцу течёт ток
. Так же предположим, что на кольцо падает электромагнитная волна, которая создаёт в кольце ЭДС
, толщина кольца гораздо меньше, чем толщина скин-эффекта, поэтому ток, который возникает в кольце под действием волны
. Тепловая мощность, выделяемая в кольце:
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:
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.