7.1.2 Ближня зона (зона індукції)

В ближній зоні , тобто .

Тобто у виразах (7.1-12), (7.1-14а,б), (7.1-15а,б) доданками з меншими степенями n можна знехтувати, а співмножник  за цих умов буде прямувати до одиниці:

.                                                      (7.1-18)

Тобто запізненням також можна знехтувати. Тоді пригадаємо, що для діелектричного середовища  та згідно з (7.1-12) отримаємо:

                    (7.1-19)

Таким чином, у ближній зоні напруженість магнітного поля є в фазі зі струмом. Формулу (7.1-19) можна трактувати як представлення закону Біо-Савара.

З формули (7.1-14а) отримаємо:

   (7.1-20)

Аналогічно з формули (7.1-15а) отримаємо:

       (7.1-21)

Зауважимо,що радіальна складова вектора напруженості електричного поля тоді як меридіанна -Тому при визначенні напруженості електричного поля вздовж осі, перпендикулярної осі вібратора залишається тільки складова .

Зі співвідношень (7.1-19) та (7.1-21) випливає, що у ближній зоні складові напруженості електричного поля та сила струму за фазою зсунуті на 900. Тобто магнітна та електрична складові поля знаходяться в квадратурі (рис. 7.2).

Миттеві значення вектора Пойнтінга коливаються з подвійною частотою, його середнє значення  у ближній зоні дорівнює нулю (Пср=0) – перенесення енергії відсутнє (режим стоячих хвиль), має місце коливальний процес.

 

Рисунок 7.2 Залежності E(t), H(t), П(t) в ближній зоні

В ближній зоні відбувається обмін енергією між електричним та магнітним полями, тому цю зону ще називають зоною коливань або зоною індукції.

За цих умов можуть створюватись електричні або магнітні завади, так звані "наводки" в апаратурі.

Умовно силові лінії поля представлені на рис.7.3: лінії магнітної складової навколо диполя, лінії електричної складової починаються й закінчуються на кінцях диполя й замикаються через навколишній простір, внаслідок існування струму зміщення.

 

Рисунок 7.3 Уявлення силових ліній складових ближнього поля

Визначимо коефіціент пропорційності між складовими E та H в ближній зоні:

                         (7.1-22)

.                                                                  (7.1-22а)

Побудуємо графік модуля   в ближній зоні (рис.7.4). Слід звернути увагу, що в п. 6.5.1 співвідношення між складовими E та H отримало назву хвильового імпедансу,що є коректним для зони хвильового процесу – дальньої зони. 

Рисунок 7.4   Залежність відношення між складовими E та H

від відстані до електричного вібратора

З формули (7.1-22а) та рис.7.4 випливає, що  у ближній зоні високоімпедансний.

Зауважимо, що у ближній зоні залежність складових поля від відстані така:

, .                                                           (7.1-23)

Ці співвідношення показують, що електрична складова поля електричного вібратора у ближній зоні загасає швидше, ніж магнітна, тому, що електричний вібратор створює, як електричну, так і магнітну складові поля.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я