Указания к решению задач № 44-46
1. Предельно допустимое значение энергетической экспозиции равно:
ПДЭ = SoT, (117)
где So – предельно допустимое значение плотности потока энергии, Вт∙ч/м2; Т – время воздействия электромагнитного поля, ч.
2. При этом известно, что предельно допустимое значение плотности потока энергии (вектор Умова-Пойтинга) равен:
,
(118)
где Е – напряженность электрического поля; Н – напряженность магнитного поля.
Преобразовав формулу (118), можно вычислить искомую верхнюю границу электрического поля.
Сделать выводы.
Задача № 47. Какой минимальной толщины должен быть металлический экран, чтобы ослабить нормально падающую электромагнитную волну?
Таблица 52 – Варианты исходных данных
|
Исходные данные |
Варианты | |||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 | |
|
Металла, используемого для экранирования |
медь |
алюминий |
железо |
медь |
алюминий |
железо |
медь |
алюминий |
железо |
медь |
|
Кратность ослабления электромагнитной волны, раз |
10 |
12 |
14 |
16 |
17 |
10 |
15 |
17 |
20 |
25 |
|
Длина волны, м |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
Задача № 48. Какое ослабление нормально падающей электромагнитной волны произведет металлический экран толщиной 10 мм?
Таблица 53 – Варианты исходных данных
|
Исходные данные |
Варианты | |||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 | |
|
Металла, используемого для экранирования |
медь |
алюминий |
железо |
медь |
алюминий |
железо |
медь |
алюминий |
железо |
медь |
|
Длина волны, м |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
Указания к решению задач № 47-48
1. Амплитуда нормально падающей электромагнитной волны, вошедшей в материал уменьшается в соответствии с законом:
Е = Еoе-δх, (119)
где Еo – амплитуда падающей волны; Е – амплитуда прошедшей через материл волны; х – толщина экрана, м; δ – экстинкция (поглощение) сигнала, определяемая по формуле
,
(120)
где μо – магнитная постоянная, равная 4π∙10-7 Гн/м; μ – магнитная проницаемость; σ – электропроводность, (Ом∙м)-1; ω – циклическая частота электромагнитных колебаний, равная:
,
(121)
где с – скорость света, 3∙108 м/с; λ – длина волны, м.
2. По условию задачи амплитуда колебаний электромагнитной волны должна уменьшится в n раз, т.е.
.
(122)
Логарифмируя обе части уравнения (122) получаем
δх = lg n. (123)
Подставляя в уравнение (123) искомые значения находим х.
Значения μ и σ определяем по табл. 54.
Таблица 54 – Значения μ и σ для электромагнитных колебаний
|
Материал |
Проводимость,σ∙10-7 (Ом∙м)-1 |
Магнитная проницаемость, μ |
|
Медь |
6,41 |
1 |
|
Алюминий |
4,08 |
1 |
|
Сталь |
1,15 |
1000 |
Сделать выводы.
Задача № 49. Вычислить напряженность и плотность энергии магнитного поля от силовой сети в кабине локомотива.
Таблица 55 – Варианты исходных данных
|
Исходные данные |
Варианты | |||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 | |
|
Напряжение в сети, кВ |
3,0 |
3,5 |
3,4 |
3,3 |
3,6 |
3,7 |
3,8 |
3,9 |
4,0 |
3,8 |
|
Мощность, развиваемая локомотивом, кВт |
2000 |
2500 |
2700 |
2800 |
2900 |
3000 |
3500 |
3600 |
3700 |
4000 |
|
Расстояние от силового провода до кабины машиниста, м |
1,8 |
1,9 |
2,0 |
2,1 |
2,2 |
2,3 |
2,0 |
1,9 |
2,1 |
2,2 |