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基于平均能流密度的趋肤效应诠释*

2014-10-10刘细阳马伏花陈羡美

长沙大学学报 2014年5期

刘细阳,马伏花,陈羡美

(1.海南大学信息工程学院,海南海口 570228;

2.广西民族大学信息科学与工程学院,广西南宁 530006)

基于平均能流密度的趋肤效应诠释*

刘细阳1,马伏花2,陈羡美1

(1.海南大学信息工程学院,海南海口 570228;

2.广西民族大学信息科学与工程学院,广西南宁 530006)

趋肤效应的实质是一种电磁波的传播行为.一般研究仅从趋肤深度的角度理解趋肤效应.通过分析电磁波经过不同媒质界面时会形成的反射波和透射波,给出了两种媒质中的电磁场表达式及平均能流密度的表达式.根据媒质电导率的不同,推导出相应的平均能流密度的计算公式,从平均能流密度的角度,诠释了趋肤效应的本质.

平均能流密度;趋肤效应;趋肤深度

为了讨论问题的方便,假设电磁波从理想媒质1垂直入射到另外一种媒质2的表面,在分界面处会产生反射和透射现象,在媒质1中的电磁波是入射波和反射波的叠加,在媒质2中的电磁波是透射波.如图1所示.媒质2中的电磁场为透射波,其电场和磁场分别为:

图1 电磁波经过不同媒质时的示意图

从平均能流密度的公式入手,下面针对均匀平面波对不同媒质垂直入射时的趋肤深度进行讨论.

1 对良导电媒质的垂直入射

媒质1中的平均能流密度为0,当均匀平面波从理想介质垂直入射到良导体表面时,在理想介质空间的合成波是驻波,不传播电磁能量,只在两个波节点之间进行电场能量和磁场能量的相互转换.

媒质……

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