- •Міністерство освіти та науки України Запорізький національний технічний університет Методичні вказівки
- •«Технічна електродинаміка», «Електродинаміка та поширення радіохвиль” Частина 1: „Теорія електромагнітного поля”
- •Перелік скорочень
- •2 Вказівки до виконання самостійної роботи
- •3 Робоча програма першої частини курсу "Електродинаміка та поширення радіохвиль"
- •3.1 Вектори електромагнітного поля
- •Контрольні питання до теми3.1
- •3.2 Основні рівняння електродинаміки як результат узагальнення дослідницьких фактів
- •Контрольні питання до теми 3.2
- •3.3 Деякі наслідки основних рівнянь електродинаміки
- •Контрольні питання до теми 3.3
- •3.4 Хвильові рівняння. Електродинамічні потенціали
- •Контрольні питання до теми 3.4
- •3.5 Випромінювання електромагнітних хвиль
- •Контрольні питання до теми 3.5
- •3.6 Плоскі електромагнітні хвилі в однорідному ізотропному середовищі
- •Контрольні питання до теми3.6
- •3.7 Хвильові явища на межі розділу двох середовищ
- •Контрольні питання до теми 3.7
- •3.8 Електромагнітні хвилі в напрямних системах
- •Контрольні питання до теми 3.8
- •3.9 Об'ємні резонатори
- •Контрольні питання до теми 3.9
- •4 Завдання до самостійної роботи №1 завдання 1. Векторна алгебра Задача №1.1
- •Задача №3.7
- •Задача №3.8
- •Задача №3.9
- •Завдання 4. Миттєві та комплексні значення амплітуд векторів та Задача №4.1
- •Задача №4.2
- •Задача №4.3
- •Задача №4.4
- •Задача №4.5
- •Задача №4.6
- •Задача №4.7
- •Задача №4.8
- •Задача №4.9
- •Задача №4.10
- •Задача №4.11
- •Задача №4.12
- •Задача №4.13
- •Задача №4.14
- •Задача №4.15
- •Задача №4.16
- •Задача №4.17
- •Задача №4.18
- •Задача №4.19
- •Задача №4.20
- •Задача №5.1
- •Задача №5.2
- •Задача №5.3
- •Задача №5.4
- •Задача №5.5
- •Задача №5.6
- •Задача №5.7
- •Задача №5.8
- •Задача №5.9
- •Задача №5.10
- •Задача №5.15
- •Задача №5.16
- •Задача №5.17
- •Задача №5.18
- •Задача №5.19
- •Задача №5.20
- •Завдання 6. Електромагнітні хвилі у напрямних системах Задача №6.1
- •Задача №6.2
- •Задача №6.3
- •Задача №6.4
- •Задача №6.5
- •Задача №6.6
- •Задача №6.7
- •Задача №6.8
- •Задача №6.9
- •Задача №6.10
- •Рекомендована література
Задача №6.3
Заданий прямокутний хвилевід. Розміри стінок хвилеводу: а=5,0 см, b=4,0 см. Довжина хвилі у вільному просторі =6,0 см. Відбиття від дальнього кінця хвилеводу відсутнє. По хвилеводу поширюється хвиля Н11. Потужність, що передається, дорівнює Р=25,0 Вт.
Знайти складові електромагнітного поля у точці поперечного перерізу хвилеводу з координатами х=1,0 см, у=1,0 см. Побудувати графік розподілу векторів напруженості електричного та магнітного полів хвилі типу Н11 у поперечному перерізі прямокутного хвилеводу та зобразити силові лінії електричного та магнітного полів хвилі Н11 при t=const у площинах X0Y (z=0), X0Z, Y0Z при z=хв.
Задача №6.4
Заданий прямокутний хвилевід. Розміри стінок хвилеводу: а=2,0 см, b=1,0 см. Довжина хвилі у вільному просторі =3,0 см. Відбиття від дальнього кінця хвилеводу відсутнє. По хвилеводу поширюється хвиля Н10. У точці поперечного перерізу з координатами х1=0,5 см, у1=0,5 см задана амплітуда напруженості електричного поля .
Знайти складові густини поверхневого струму на стінках хвилеводу у точці з координатами х2=0, у2=0,5 см. Побудувати розподіл густини , та на широких та вузьких стінках хвилеводу у перерізі та розподіл сумарної густини стуму .
Задача №6.5
Заданий хвилевід має круглий переріз. Діаметр хвилеводу дорівнює 2а=6,0 см. Відбиття від дальнього кінця відсутнє. По хвилеводу поширюється хвиля типу Н10. Потужність, яка передається по хвилеводу, дорівнює Р=10,0 Вт.
Знайти поверхневу густину струму на стінці хвилеводу при трьох значеннях довжини хвилі у вільному просторі: 1=4,0 см, 2=2,0 см, 3=1,5 см. Зобразити силові лінії електричного та магнітного полів хвилі Н01.
Задача №6.6
Заданий круглий хвилевід діаметром 2а=3,0 см. Довжина хвилі у вільному просторі дорівнює =3,5 см. Відбиття від дальнього кінця відсутнє. По хвилеводу одночасно поширюються хвилі типу Н11 та Е01.
Знайти яка буде різниця фаз між радіальними складовими напруженості електричного поля цих хвиль у точці з координатою r=1 см, якщо в початку координат ці складові мали однакову фазу. Побудувати структуру поля хвилі Е01.
Задача №6.7
Заданий круглий хвилевід діаметром 2а=3,6 см. Довжина хвилі у вільному просторі дорівнює =4,0 см. Відбиття від дальнього кінця відсутнє. По хвилеводу поширюється хвиля типу Н11. У точці поперечного перерізу з координатами r1=1,2 см, 1=400 задана радіальна складова напруженості електричного поля Er=15 .
Знайти поперечну складову поверхневої густини струму на стінці хвилеводу в точці з координатами r2=1,8 см та 2=300. Побудувати структуру поля хвилі Н11.
Задача №6.8
Заданий круглий хвилевід діаметром 2а=4,0 см. Довжина хвилі у вільному просторі дорівнює =4,5 см. Відбиття від дальнього кінця відсутнє. По хвилеводу одночасно поширюються хвилі типу Н11 та Е01.
Знайти яка буде різниця фаз між радіальними складовими напруженості електричного поля цих хвиль у точці з координатою z=1 м, якщо в початку координат ці були у фазі. Побудувати структуру поля хвилі Е02.
Задача №6.9
Заданий прямокутний хвилевід. Розміри стінок хвилеводу: а=3,0 см, b=2,5 см. Довжина хвилі у вільному просторі =3,5 см. По хвилеводу одночасно розширюються хвилі типу Н01 та Н10. При z=0 у центрі перерізу хвилеводу , напруженість електричного поля цих хвиль рівні і знаходяться у фазі.
Знайти при яких значеннях z у центрі перерізу буде мати місце кругова поляризація правого, відносно вектору Пойнтинга, обертання та при яких значеннях z лівого. Побудувати структуру поля хвилі Н10.