Effetto pelle guida d'onda
Salve,
stavo leggendo alcune cose che mi avevano incuriosito sulle guide d'onda ma ci sono alcuni concetti che non mi sono affatto chiari. Provo a spiegare i miei dubbi e quello che ho capito perché qulcosa non mi torna.
L'effetto pelle c'è quando ho la conducibilità non infinita in un materiale, questo perché se è $sigma=oo$ allora evidentemente la d intesa come profondidtà di pelle è nulla.
Ho poi studiato che quando un'onda EM incide su un conduttore essa viene riflessa (si può infatti parlare di onda EM stazionaria) e questo sorge per via delle condizioni di continuità dei campi nell'interfaccia materiale/vuoto-aria.
Il mio primo dubbio è il seguente: nel libro non spiega se la riflessione si abbia per $sigma=oo$ o meno, e quindi ho questo grosso punto interrogativo, mettiamo incida su una superficie conduttrice un fronte d'onda piano, i campi E e B oscillano parallelamente alla superficie di riflessione. Ma se ho un effetto pelle $sigma!=oo$ ho una riflessione totale dell'onda e dei due campi? Secondo me no perché una parte sarà dissipata per "Pelle".
Insomma non capisco come far combaciare le due cose da una parte mi dice che un conduttore (se non ideale) ha un effetto pelle quando l'onda entra in esso, dall'altra mi parla di conduttore che riflette. Ma il conduttore riflette o smorza l'onda che vi incide?
Vi è poi un secondo dubbio: nell'effetto pelle non dice se l'attenuazione che si ha in uno spessore d sia per quale componente del campo?. Mi chiedo quindi: se il campo incidente ha una componente parallela alla superficie conduttrice e una componente ad essa perpendicolare esse (esse=due componenti del campo incidente) si smorzano entrando per effetto pelle nello stesso modo?
I due dubbi mi sorgono perché nel testo leggo: se si prende una guida d'onda e si inietta un'onda in modo non coassiale (quindi con un angolo rispetto alla sezione del "tubo"), le componenti dell'onda che si propagano in direzione normale alle pareti saranno smorzate dall'effetto pelle. Ma qui mi sorge un grande dubbio: prima di tutto non dovrebbe esserci una riflessione dei campi essendo un conduttore (che era il primo dubbio)? Invece qui parla di smorzamento completo. Ora, sembra però dall'affermazione che la componente del campo parallelo alla parete della guida sparisca esitando solo quello ortogonale ad esso (quindi l'effetto pelle vale solo per certe componenti?).
stavo leggendo alcune cose che mi avevano incuriosito sulle guide d'onda ma ci sono alcuni concetti che non mi sono affatto chiari. Provo a spiegare i miei dubbi e quello che ho capito perché qulcosa non mi torna.
L'effetto pelle c'è quando ho la conducibilità non infinita in un materiale, questo perché se è $sigma=oo$ allora evidentemente la d intesa come profondidtà di pelle è nulla.
Ho poi studiato che quando un'onda EM incide su un conduttore essa viene riflessa (si può infatti parlare di onda EM stazionaria) e questo sorge per via delle condizioni di continuità dei campi nell'interfaccia materiale/vuoto-aria.
Il mio primo dubbio è il seguente: nel libro non spiega se la riflessione si abbia per $sigma=oo$ o meno, e quindi ho questo grosso punto interrogativo, mettiamo incida su una superficie conduttrice un fronte d'onda piano, i campi E e B oscillano parallelamente alla superficie di riflessione. Ma se ho un effetto pelle $sigma!=oo$ ho una riflessione totale dell'onda e dei due campi? Secondo me no perché una parte sarà dissipata per "Pelle".
Insomma non capisco come far combaciare le due cose da una parte mi dice che un conduttore (se non ideale) ha un effetto pelle quando l'onda entra in esso, dall'altra mi parla di conduttore che riflette. Ma il conduttore riflette o smorza l'onda che vi incide?
Vi è poi un secondo dubbio: nell'effetto pelle non dice se l'attenuazione che si ha in uno spessore d sia per quale componente del campo?. Mi chiedo quindi: se il campo incidente ha una componente parallela alla superficie conduttrice e una componente ad essa perpendicolare esse (esse=due componenti del campo incidente) si smorzano entrando per effetto pelle nello stesso modo?
I due dubbi mi sorgono perché nel testo leggo: se si prende una guida d'onda e si inietta un'onda in modo non coassiale (quindi con un angolo rispetto alla sezione del "tubo"), le componenti dell'onda che si propagano in direzione normale alle pareti saranno smorzate dall'effetto pelle. Ma qui mi sorge un grande dubbio: prima di tutto non dovrebbe esserci una riflessione dei campi essendo un conduttore (che era il primo dubbio)? Invece qui parla di smorzamento completo. Ora, sembra però dall'affermazione che la componente del campo parallelo alla parete della guida sparisca esitando solo quello ortogonale ad esso (quindi l'effetto pelle vale solo per certe componenti?).
Risposte
Quando un onda EM incide su una superficie conduttrice si ottiene un’onda trasmessa nel metallo con propagazione fortemente attenuata nello spazio (da qui il concetto di “effetto pelle”), più un’onda riflessa.
Per conservazione dell’energia la potenza dell’onda riflessa sarà pari alla differenza fra quella incidente e quella trasmessa. Più la conduttività del metallo è alta meno potenza andrà a dissiparsi per onda trasmessa e maggiore potenza andrà a quella riflessa.
Per approfondimenti: Para.1.3 e 1.7 Pozar Microwave Engineering
chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://hasanahputri.staff.telkomuniversity.ac.id/files/2016/09/Microwave-Engineering-2nd-Ed-David-Pozar-OCRed.pdf
Per conservazione dell’energia la potenza dell’onda riflessa sarà pari alla differenza fra quella incidente e quella trasmessa. Più la conduttività del metallo è alta meno potenza andrà a dissiparsi per onda trasmessa e maggiore potenza andrà a quella riflessa.
Per approfondimenti: Para.1.3 e 1.7 Pozar Microwave Engineering
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Chissà allora perché il libro dice che con un conduttore ho riflessione totale, questo mi par vero se σ=∞ in realtà.
Provo a uppare il II dubbio
Provo a uppare il II dubbio
Vi è poi un secondo dubbio: nell'effetto pelle non dice se l'attenuazione che si ha in uno spessore d sia per quale componente del campo. Mi chiedo quindi: se il campo incidente ha una componente parallela alla superficie conduttrice e una componente ad essa perpendicolare esse (esse=due componenti del campo incidente) si smorzano entrando per effetto pelle nello stesso modo?
Inoltre se immaginassi un'onda con fronte piano che incide con un angolo di 45° rispetto alla normale della superficie del conduttore, l'effetto pelle si ha in uno spessore d sulla direzione di propagazione? Oppure in uno spessore d visto come spessore preso normalmente alla superficie del conduttore?
I due dubbi mi sorgono perché nel testo leggo: se si prende una guida d'onda e si inietta un'onda in modo non coassiale (quindi con un angolo rispetto alla sezione del "tubo"), le componenti dell'onda che si propagano in direzione normale alle pareti saranno smorzate dall'effetto pelle. Ma qui mi sorge un grande dubbio: prima di tutto non dovrebbe esserci una riflessione dei campi essendo un conduttore (che era il primo dubbio)? Invece qui parla di smorzamento completo. Ora, sembra però dall'affermazione che la componente del campo parallelo alla parete della guida sparisca esitando solo quello ortogonale ad esso (quindi l'effetto pelle vale solo per certe componenti?).
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