电磁场与电磁波基础(第8章)1.pptVIP

电磁场与电磁波基础(第8章)1第1页，共17页，星期日，2025年，2月5日导电媒质的典型特征是电导率≠0。电磁波在导电媒质中传播时，有传导电流J=E存在，同时伴随着电磁能量的损耗。电磁波的传播特性与非导电媒质中的传播特性有所不同。第2页，共17页，星期日，2025年，2月5日沿z轴传播的均匀平面波解为令，则均匀平面波解为8.1导电媒质中的均匀平面波称为电磁波的传播常数，单位：1/m是衰减因子，?称为衰减常数，单位：Np/m（奈培/米）是相位因子，?称为相位常数，单位：rad/m（弧度/米）瞬时值形式振幅有衰减波动方程第3页，共17页，星期日，2025年，2月5日本征阻抗导电媒质中的电场与磁场非导电媒质中的电场与磁场相伴的磁场本征阻抗为复数磁场滞后于电场第4页，共17页，星期日，2025年，2月5日相速不仅与媒质参数有关，而且与电磁波的频率有关传播参数第5页，共17页，星期日，2025年，2月5日平均坡印廷矢量导电媒质中均匀平面波的传播特点：电场强度E、磁场强度H与波的传播方向相互垂直，是横电磁波（TEM波）；媒质的本征阻抗为复数，电场与磁场不同相位，磁场滞后于电场?角；在波的传播过程中，电场与磁场的振幅呈指数衰减；波的传播速度（相度）不仅与媒质参数有关，而且与频率有关（有色散）。第6页，共17页，星期日，2025年，2月5日弱导电媒质：8.2弱导电媒质中的均匀平面波弱导电媒质中均匀平面波的特点相位常数和非导电媒质中的相位常数大致相等；衰减小；电场和磁场之间存在较小的相位差。第7页，共17页，星期日，2025年，2月5日良导体：8.3良导体中的均匀平面波良导体中的参数波长：相速：金、银、铜、铁、铝等金属对于无线电波均是良导体。例如铜：第8页，共17页，星期日，2025年，2月5日趋肤效应：电磁波的频率越高，衰减系数越大，高频电磁波只能存在于良导体的表面层内，称为趋肤效应。趋肤深度（?）：电磁波进入良导体后，其振幅下降到表面处振幅的1/e时所传播的距离。即本征阻抗良导体中电磁波的磁场强度的相位滞后于电磁强度45o。趋肤深度?第9页，共17页，星期日，2025年，2月5日铜：第10页，共17页，星期日，2025年，2月5日表1一些金属材料的趋肤深度和表面电阻材料名称电导率/(S/m)趋肤深度δ/m表面电阻RS/Ω银6.17×107紫铜5.8×107铝3.72×107钠2.1×107黄铜1.6×107锡0.87×107石墨0.01×107第11页，共17页，星期日，2025年，2月5日例8.1一沿x方向极化的线极化波在海水中传播，取+z轴方向为传播方向。已知海水的媒质参数为εr=81、μr=1、电导率为4S/m，在z=0处的电场Ex=100cos(107πt)V/m。求：（1）衰减常数、相位常数、本征阻抗、相速、波长及趋肤深度；（2）电场强度幅值减小为z=0处的1/1000时，波传播的距离（3）z=0.8m处的电场强度和磁场强度的瞬时表达式；（4）z=0.8m处穿过1m2面积的平均功率。解：（1）根据题意，有所以此时海水可视为良导体。第12页，共17页，星期日，2025年，2月5日