电磁波是如何沿着导线传播的？又是如何损耗的？

2016-12-07 by:CAE仿真在线来源:仿真在线

我们经常说理想导体内部是不存在电磁波的,这个常识其实需要更全面的理解,否则就变成了完全的错误理解。

比如导线能传播电磁波吗?导线如何传播电磁波?会对这些问题存在含糊。

必须认识如下几点

1、虽然理想导体内部电磁波为零,但是理想导线还是可以传播电磁波的,电场和磁场都在导体周围,而非内部(这点很重要),而传播方向就是导线的轴向

2、如果是非理想导体,则导体内部的电磁波是不为0的,即电磁波可以在非理想导体内部传播,此时一部分电磁功率进入导体内部,形成损耗。

3、传输线分导线和波导,前者主要传播的是电压电流信号,后者主要传输电磁波信号(虽然波导内部也有电流电压,但没有什么物理意义)

平行双线、同轴线、微带线、带状线这些都是传输高频电流电压信号,但是为什么又说他们传输的是TEM波?这种传输线内部是电流电压,但周围空隙同时存在电磁波,而这种电磁波的电场只有垂直于导线方向的分量,磁场也是一样,所以叫做TEM波,这种波是由高频电压电流传输过程产生的,其最终输出并转化出来的也是TEM波,比如同轴线一段接开放的电线(或开放的电容),就会产生纯TEM电磁波,这时候电能绝大部分以TEM波的方式辐射出去。

而波导内壁,电流电压已无实际意义,主要部分是波导内部传输的电磁波,应理解为信号源产生的电磁波在波导所限定的空间内传播。

电路中导线起到引导电磁场传播的作用,电磁波主要存在于导体以外的空间。

理想导体中,导体表面满足切向电场为零,电场线垂直于导线表面,磁场线则环绕导线,导体内部场为零,电磁波沿着轴向传播

而在非理想导体中,电磁波仍可以沿着导线轴向传播,但是导体表面不满足理想导体边界条件,电场和磁场进入导体内部,导体内部垂直于轴线方向的复坡印亭矢量实部非零,此时有一部分电磁波功率进入导体内部,形成损耗。

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