Bài giảng Trường điện từ - Chương 5 : Bức xạ điện từ - Lương Hữu Tuấn

Nội dung text: Bài giảng Trường điện từ - Chương 5 : Bức xạ điện từ - Lương Hữu Tuấn

1. Trường điện từ ª Chương 1 : Khái niệm & phtrình cơ bản của TĐT ª Chương 2 : Trường điện tĩnh ª Chương 3 : TĐT dừng ª Chương 4 : TĐT biến thiên ª Chương 5 : Bức xạ điện từ 1
2. 1. Khái niệm ª Bức xạ điện từ ° TĐT biến thiên lan truyền dưới dạng sóng điện từ ° Công suất điện từ phụ thuộc : độ lớn & tốc độ biến thiên của nguồn, cấu trúc nguồn và môi trường ° Ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật ª Thế vectơ của dòng điện dây jt I() t→= Ic Ie j() t−− r v j r v I() t− r v → Ie = Ic e  1 r  1 − jkr A=−4 rv I() t dl A = Ie dl k = v = 2 l L 4 L r ª Miền khảo sát ° miền gần (miền cảm ứng): r > l 3
3. ª Phân bố của trường điện từ Nguyên tố anten thẳng là dây dẫn thẳng, mãnh, chiều dài l << l và mang dòng điều hòa lr i( t )=+ Im cos( t ) như nhau trên toàn bộ anten 1 Ie− jkr °Thế vectơ : A= Ie− jkR dli li 44 L Rrzz 1 °TĐT : H== rotA H i 1 E=j rotH = Err i + E i (I, g = 0) He=+lIk 2 sin ()j 1 − jkr  4 kr kr22 3 Ee= −jlIkcos () j + 1 − jkr r 2  k2 r 2 k 3 r 3 3 jlIksin 11 j − jkr Ee = −4  () −kr +2 2 + 3 3 k r k r 5
4. ª Miền xa °Phân bố sóng °Công suất bức xạ 7
5. ° Công suất bức xạ Vectơ Poynting : P= E H = Pirr 2 PZHrc= 0 Nhận xét : Bức xạ luôn truyền từ ‘nguồn’ ra miền bxạ 2 2 2 P= ZlIm sin  cos2 ( t − r + + 90o ) rc4l22r v 2 2 2 PZ= lIm sin  rc8l22r Công suất bức xạ : cs điện từ trung bình gửi qua 1 mặt cầu tâm là nguyên tố anten (r >> l) P== P dS P dS bx SS r 1 22 Pbx= 3 l Z c I m ( l ) 1222 Pbx==23 R bx I m,() R bx l Z c l 2 2 Nhận xét : Pbx tỉ lệ nghịch với l ,  f : dùng cao tần 9
6. ª Cường độ bức xạ u là công suất điện từ trung bình gửi trên 1 đơn vị góc đặc theo hướng khảo sát dS d= () steradian r 2 2 u= Prr dS d  = P r (/)W sterad Ví dụ : nguyên tố anten thẳng l2 I 2sin 2 l 2 I 2 sin 2 P= Zmm u = Z r c88ll2r 2 c 2 u = u(,) thường độc lập với r 11
7. ª Độ định hướng D D= unmax u ntb 2 u= 1 u sin d  d  ntb4 00 n 4 unmax D = 2 usin d  d  00 n Ví dụ : nguyên tố anten thẳng có 2 un = sin , unmax = 1 2 u=1 sin2  sin  d  d  = = 2 3 ntb 4 00 D== unmax u ntb 1,5 Cường độ bức xạ cực đại sẽ gấp 1,5 lần cường độ bức xạ trung bình khi bức xạ rãi đều theo mọi hướng 13