Mühazirə Məşğələ Laboratoriya 6 7

Elektromaqnit sahəsinin enerjisi. Materiyanın başqa formaları kimi EMS-də enerjiyə malikdir. Bu enerji fəzada, İS-lərdə yayıla bilir, enerjinin bir formasından başqa formasına çevirilir. υ həcmindəki enerji ehtiyatı elektrik və maqnit sahələrinin enerjilərinin cəmi ilə təyin edilir: W=W_e+W_m. s səthi ilə əhatə olunmuş υ həcmindəki EM enerjisinin inteqral şəkildə yazılışı aşağıdakı kimidir:
. (a)
Elektromaqnit enerjisinin sıxlığım aşağldakı kimidir:
. (b)
Onda aşağıdakı ifadəni alarıq:
-div[EH]dv= . (4.41)
(4.41) ifadəsindən dv həcmində toplanmış EM enerjisini təyin edək.
Astroqrad-Haus teoreminə əsasən (4.41) ifadəsinin sağ tərəfindəki birinci həddə göstərilən v həcmi üzrə inteqrallama S səthi üzrə inteqrallamaya çevirilə bilər. Beləki, bu teoremə görə aşağıdakı bərabərliyi yazmaq olar:

. (4.42)
Bu ifadə Umov-Poytinq teoremi kimi məlumdur. İfadənin sol tərəfi, vahid zamanda elektromaqnit enerjisinin sərf olunmasını xarakterizə edir. Sağ tərəfindəki hədlər isə, vahid zamanda v həcmində toplanmış enerjinin nəyə sərf olunmasını göstərir.
Poytinq vektoru adlanır s sahəsindən keçərək vahid zamanda yayılan enerji miqdarınını göstərir və həmişə enerji selinin yayıldığı istiqamətə perpendikulyar olur.
Poytinq vektoru ilə EMS-nin kompanentləri arasındakı əlaqə burğu qaydqsı ilə ifadə olunur. Burğunun fırlanma istiqaməti vektorun irəli hərəkətini, dəstəyin müstəvi üzərindəki fırlanma hərəkəti isə, E vektorundan H vektoruna qədər ən qısa məsafədəki istiqaməti göstərir.
Umov-Poytinq teoremi EMS-nin intensivlikləri olan E və H ilə hər hansı səthlə əhatə olunmuş həcmə daxil olan və ya ondan çıxan enerji seli arasında əlaqə yaratmağa imkan verir. Beləki, E və H sahələrinin qiymətləri məlum olduqda, kabelin səthi tərəfindən udulan və ya ondan çıxan enerjini təyin etmək olar.
Beləliklə, xəttin uzunluğu boyunca yayılan enerji W_z EMS-nin E_r və H_φ kompanentləri və onlarla birlikdə, sağvint sistemi əmələ gətirən Poytinq vektorunun П_z toplananı ilə xarakterizə olunur. Bu proses şəkil 4.6-da göstərilmişdir.

Bu prosesin riyazi yazılışı aşağıdakı kimidir:

. (4.45,a)
Ətraf mühitə şüalanan enerji Poytinq vektorunun radial toplananı П_r və onunla əlaqədar olan EMS-nin E_z və H_φ kompanentləri ilə xarakterizə olunur (şəkil 4.6,b). Bu prosesin riyazi yazılışı aşağıdakı kimidir:
. (4.45,b)
Şəkil 4.6,c-də EMS-nin naqilin en kəsiyinə nüfuz etmə prosesi göstərilmişdir. Bu enerjinin ətraf mühit tərəfindən udulma prosesi adlanır. Enerjinin udulması Poytinq vektorunun radial П_r və EMS-nin E_z və H_φ toplananları ilə xarakterizə olunur. Bu prosesin riyazi şəkildə yazılışı aşağıdakı kimidir:
(4.45,c)
(4.45,c) düsturu İS-lərdə veriliş parametrlərini təyin etməyə imkan verir. Enerjinin udulması (П_r) naqildən axan cərəyan (İ) və naqilin daxili müqaviməti (Z) arasında aşağldakı münasibət mövcuddur: П_r=Z·ݲ. Naqilln tam daxili müqaviməti (Z) isə aşağıdakı ifadə ilə təyin olunur:
, (4.46)
burada R-naqilin aktiv müqaviməti, Om/km; L-daxili induktivlik, Hn/km; E_z-naqilin uzunluğu boyunca onun səthindəki ES-nin toplananı, V/m; naqilin səthindəki MS-nin tangensial toplananının qoşmasınının qiyməti, A/m; r-naqilin radiusudur, mm.
Beləliklə, (4.46) düsturundan göründüyü kimi, İS-lərin naqillərindən təşkil olunmuş dövrənin aktiv müqavimətini (R) və onun induktivliyini (L) təyin etmək olar. Bu dövrənin birinci veriliş parametrlərini təyin etmək üçün əsas üsullardan biridir.