65. Какая компонента напряженности электрического поля образует вектор Пойтинга, поток которого передает энергию от генератора к потребителю?

Вторая часть электромагнитной энергии, определяемая продольной компонентой вектора Пойтинга , направленной вдоль провода, движется вдоль проводника вокруг его по диэлектрику. Эта часть и есть электромагнитная энергия, передаваемая от генератора к потребителю

65. Какие особенности применения уравнений Максвелла вам известны?

Первая особенность.

Убедимся в том, что вязкостные процессы при поляризации диэлектрика с полярными молекулами приводят к тому, что диэлектрическая проницаемость становится комплексным числом.

Обозначим – напряженность электрического поля, обусловленная приложенным к конденсатору напряжением .

Для плоского конденсатора , где – расстояние между обкладками конденсатора.

Если обозначить через – напряженность поля, действующего на диполи полярных молекул, вызывающая их поворот, тогда за счет вязкостных процессов при поляризации (поворота) полярных молекул напряженность поля, действующего на диполи полярных молекул, вызывающая их поворот , меньше напряженности приложенной к конденсатору на величину, пропорциональную скорости поляризации

, (1)

где – коэффициент, учитывающий эффективность поляризации.

Но , поэтому

, (2)

где .

Решим это дифференциальное уравнение, для чего поднесем под знак дифференциала постоянную величину

;

.

При нулевых начальных условиях, когда , постоянная интегрирования .

Тогда

или

. (3)

Коэффициент называется постоянной времени релаксации.

При приложенном к конденсатору переменном токе частотой  будет наблюдаться запаздывание реакции диполей на изменение направления электрического поля, что описывается частотной зависимостью, известной из радиотехники, и описывающей процессы запаздывания

. (4)

и

. (5)

Т.е. . (6)

Другими словами, диэлектрическая проницаемость является комплексной величиной

Ее действительная часть равна

, (7)

а мнимая часть равна

. (8)

Из (7) и (8) видно, что и действительная и мнимая части диэлектрической проницаемости являются функциями частоты.

Комплексный характер диэлектрической проницаемости диэлектриков на высокой частоте приводит к комплексному значению плотности полного тока, протекающего через несовершенный диэлектрик.

Мгновенное значение плотности тока через диэлектрик, у которого удельная проводимость равна нулю ( ) равна

.

При переменном токе частотой

9)

Мгновенное значение полной плотности тока через несовершенный диэлектрик ( )

.

При переменном токе частотой

. (10)

Из этого выражения видено, что плотность полного тока является комплексной величиной. Первое слагаемое правой части находится в фазе с приложенным напряжением, а второе – опережает его на 90⁰.

Тангенс угла диэлектрических потерь несовершенного диэлектрика

. (11)

Аналогичные формулы можно получить и для комплексной магнитной проницаемости.