Re: onde e.m. non trasversali a frequenze elevate?

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Tue, 16 May 2006 21:10:09 +0200

freenuma ha scritto:
> in un testo riguardante le linee di trasmissione dei segnali elettrici
> ho letto che le onde elettromagnetiche formate dai segnali elettrici
> presenti all'interno dei fili sono trasversali rispetto alla direzione
> del conduttore stesso, tuttavia con l'aumentare della frequenza i
> campi non rispettano pi� questa regola: se tale affermazione � vera
> perch� lo �? E' in tal caso, in che modo si distribuiscono le onde
> elettromagnetiche? Grazie.
A parte alcune questioni su cui torno dopo, in relazione alle risposte
che hai gia' avuto, debbo corregere un punto di quello che dici.

Le onde e.m. non sono "presenti all'interno dei fili": in condizioni
ideali all'interno dei conduttori i campi e.m. sono nulli.
Le onde di cui sopra le trovi nello spazio *tra* i conduttori in una
linea bifilare, o nello spazio tra conduttore interno ed esterno in
un cavo coassiale.

maestrale1971_at_yahoo.it ha scritto:
> Affinche' nel cavo domini il modo TEM (campo elettrico e campo
> magnetico perpendicolori alla direzione di propagazione), e'
> necessario che la distanza tra i due conduttori sia trascurabile
> rispetto alla lunghezza d'onda.
> Intuitivamente, se la distanza e' piccola, l'onda non ha lo "spazio
> per formarsi".
> Al crescere della frequenza, cioe' al diminuire della lunghezza
> d'onda, la distanza tra i conduttori inizia a farsi sentire, e i campi
> assumono una configurazione piu' complicata con componenti lungo la
> direzione di propagazione, venendo quindi a mancare l'ipotesi TEM
> sulla quale si basa la teoria delle linee.
>
> Ci sono delle strutture in cui questo e' voluto appositamente, vedi ad
> esempio le guide d'onda in cui vigono i modi TE e TM.
Vorrei separare pero' gli aspetti teorici da quelli pratici.

Dal punto di vista teorico e' vero che ogni linea, comunque
configurata, ha un insieme infinito di modi di propagazione, per
ciascuno dei quali esiste una frequenza critica, al disotto della quale
quel particolare modo non puo' esistere.
Bisogna pero' distinguere le guide dai cavi coassiali o dalle linee
bifilari: una guida tipicamente non e' che un tubo, magari di sezione
rettangolare invece che circolare.
Nelle guide il modo TEM *non e' possibile*, a nessuna frequenza.
E' invece possibile nelle linee bifilari e nei cavi coassiali, che
hanno sezione non semplicemente connessa.
Inoltre non esiste frequenza critica per il modo TEM.
Va anche detto che il modo TEM e' l'unico non dispersivo, ossia con
vel. di propagazione che non dipende dalla frequenza.

Data la linearita' delle eq. generali dell'elettromagnetismo, i
diversi modi possono coesistere senza disturbarsi; in ogni situazione
concreta potra' venire eccitato l'uno o l'altro o piu' d'uno, a
seconda di come e' realizzata l'eccitazione.
Di regola si cerca di escludere che vengano eccitati piu' modi, se non
altro a causa appunto della diversa velocita'.
Questo lo si puo' garantire nel modo piu' semplice tenendosi al
disotto della soglia per l'eccitazione di modi superiori.

Le mie conoscenze, da buon fisico :) sono assai piu' sul lato teorico
che sul lato applicativo, quindi se ho detto cose inesatte sul secondo
aspetto qualcuno mi correggera'.
                               

-- 
Elio Fabri
Received on Tue May 16 2006 - 21:10:09 CEST

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