2.6 간단한 모양의 회로로부터의 전자기장

2.6 간단한 모양의 회로로부터의 전자기장

간단한 모양의 회로의 전자기적인 모델링

전기적으로 작은 폐회로 small magnetic dipole (자기 쌍극자)

전기적으로 짧은 직선회로 short electric dipole (전기 쌍극자)

2.6.1 폐회로로부터의 복사

Hr

그림 11. small magnetic dipole 로 부터의 전자장

R

Area : A

전류 I는 균일하고, 회로(루프)의 크기는 파장에 비해 충분히 작다고 가정하고, 전자장을 구하면 다음 식들과 같음.

(4)

(5)

여기에서 A는 회로 면적, 는 파장, Z

는 자유공간의 임피던스임.

(6)

λ

근거리에서의 전자기장( )

H는 주파수와 무관하며, E는 주파수가 증가함에 따라 크기가 증가함.

(7) (8)

π λ π

λ

1 2 2

<

> or R R

H는 주파수와 무관하며, E는 주파수가 증가함에 따라 크기가 증가함.

전류의 크기와 폐회로의 크기에 비례하여 전자기장의 크기도 증가함.

아주 근거리에서는 H의 크기가 우세하므로 자계내에 에너지를 주되게 저장.

E/H를 파동임피던스라 부르며 근역장에서의 파동임피던스 Z_W는 (9)

원거리에서의 전자기장 ( )으로

원거리에서의 전자기장은 복사장(Radiated Field)으로 불리우며, 전계 및 자계의 크기가 전파(propagation)된 거리 R에 반비례 함.

π λ π

λ 1 2 2

>

< or R

R

(11) (10)

(12)

그림 12. 이상적인 전류 루프로 부터의 전자장

2.6.2 직선 도선으로부터의 복사

그림 13. short electric dipole 로

H

그림 13. short electric dipole 로 부터의 전자장

R

l

전류 I는 균일하고, 도선의 길이는 파장에 비해 충분히 작다고 가정하고 전 자장을 구하면 다음 식들과 같음.

(14) (13)

여기에서 l는 도선의 길이임.

(15)

근거리에서의 전자기장 ( )

π λ π

λ

1 2 2

<

> or R

R

(18) (17) (16)

아주 근거리에서는 E의 크기가 우세하므로 전계내에 에너지를 주되게 저장.

파동임피던스 Z_W가 Z₀보다 큰 값을 가짐을 알 수 있음.

(18)

원거리에서의 전자기장 (

)

1 2 2

>

< or R R

(21) (20) (19)

원거리에서의 전자장은 폐회로의 경우와 마찬가지로 전자계의 크기가 전파한 거리 R에 반비례하는 복사장(Radiated Field)임.

파동임피던스도 폐회로의 경우와 동일하게 Z₀임.