13. Граничные условия для векторов эмп. Эмп на границе раздела с проводником.

Граничные условия для нормальных составляющих векторов электрического поля.

На поверхности идеального проводника есть только нормальные составляющие:

Граничные условия для нормальных составляющих векторов магнитного поля выводятся применением четвертого уравнения Максвелла в интегральной форме (3.4) к элементарному цилиндру (рис. 4.2).

; . (4.4)

Таким образом, нормальная составляющая вектора магнитной индукции на границе раздела сред непрерывна, а нормальная составляющая вектора напряженности магнитного поля ( ) претерпевает скачок, равный обратному отношению магнитных проницаемостей сред.

14. Эмп в проводнике. Скин-эффект. Локализация эмп с помощью проводников.

СКИН-ЭФФЕКТ (поверхностный эффект)

Рассмотрим цилиндрический проводник, по которому течёт ток. Вокруг проводника с током имеется магнитное поле, силовые линии которого являются концентрическими окружностями с центром на оси проводника. В результате увеличения силы тока возрастает индукция магнитного поля, а форма силовых линий при этом остаётся прежней. Поэтому в каждой точке внутри проводника производная   направлена по касательной к линии индукции магнитного поля и, следовательно, линии   также являются окружностями, совпадающими с линиями индукции магнитного поля. Изменяющееся магнитное поле по закону электромагнитной индукции

создаёт электрическое индукционное поле, силовые линии которого представляют замкнутые кривые вокруг линии индукции магнитного поля. Вектор напряжённости индукционного поля в более близких к оси проводника областях направлен противоположно вектору напряжённости электрического поля, создающего ток, а в более дальних — совпадает с ним. В результате плотность тока уменьшается в приосевых областях и увеличивается вблизи поверхности проводника, то есть возникает скин-эффект.

Локализация ЭМП с помощью проводников

Рассмотрим механическое действие, которое оказывает ЭМВ на идеально проводящую поверхность. Из граничных условий (9.20) следует, что наводит поверхностные токи.

С помощью анализа силы, действующей на элемент поверхностного тока в магнитном поле, в [4] выводится формула для вычисления давления, оказываемое на проводник произвольным ЭМП:

Таким образом, ЭМП оказывает силовое механическое действие, которое аналогично силовому механическому действию вещества.

Из проведенного в разделе анализа можно сделать вывод, что металлические проводники можно использовать для локализации и экранирования ЭМП.

Эффективность экранирования (рост ослабления ЭМП) усиливается с ростом частоты. Улучшить экранирующий эффект можно применением магнитных материалов, магнитная проницаемость которых на рабочей частоте значительно больше единицы (см. Приложение 3).

Для высоких и очень высоких частот целесообразно использовать формулы для сильного скин-эффекта.