趋肤效应的理论研究与解析计算.pdfVIP

2009年lO月 重庆文理学院学报(自然科学版) Oct．，2009 V01．28 of ofArtsandSciences(NaturalScienceEdition) No．5 第28卷第5期 Journal ChongqingUniversity 趋肤效应的理论研究与解析计算 石东平1，唐祖义2，陈 武3 (1．重庆文理学院电子电气工程学院，重庆永川402160；2．永)tight,龙中学，重庆永川402160； 3．铜粱中学，重庆铜梁402560) [摘要】从麦克斯韦方程出发，给出电磁波垂直入射到良导体和欠良导体时的电场表达式； 应用菲涅尔公式给出电磁波垂直入射到良导体和欠良导体两类材料的趋肤效应的理论解释， 推导出趋肤深度的表达式；数值计算结果与现有公式得出的数据符合程度较高． [关键词]趋肤效应；趋肤深度；菲涅尔公式 [中图分类号]0441．4[文献标识码]A 趋肤效应实质是从导体表面向内传播的衰 (2) (1+i旦)}一(1+i#)， 减电磁波所产生的物理效应【l’2J．对于电磁波入 to￡ 厶t08 射到良导体表面所产生的趋肤效应的物理机制， 按相同方法可得电磁波的趋肤深度为 教科书和一些文献已经给出了较为详尽的阐述 (3) U V“ 和解释口“J，有人利用不同方法对特殊形状材料 艿=士Ot=吾√吾． 的趋肤效应进行了数值计算【J7’9‘，还有人对趋肤 2 电磁波入射到良导体的趋肤深度 效应做过实验研究¨0|．但是，几乎所有的文献都 只讨论了电磁波垂直入射到良导体表面时的趋 2．1 良导体表面内的电磁波 肤效应的理论解释，推导出其趋肤深度的表达 为了讨论问题方便，假设电磁波从真空中垂 式，对于以垂直方式入射到欠良导体(指其导电 直入射到良导体表面，用(F，∥)表示导体中的 性能介于良导体与半导体之间的物质)的趋肤效 场量，用(E，日)表示真空的场量．对于时谐波， 应没有给出解释，更没有讨论其趋肤深度．为此， 导体内磁场为 笔者从麦克斯韦方程出发，应用菲涅尔公式讨论 、 曰”=上tO孟”×层”=厉(1+i旦098r,E”eⅣ， 趋肤深度的理论解释，并推导出趋肤深度的表达 (4) 式．从不同角度论述趋肤效应产生的物理机制， 由(4)式得 采用不同数学方法对趋肤深度进行数值计算并 进行比较． 日”=√吾√鑫(i+1)(1一i幻t06．)E”e日· 1 电磁波的趋肤深度 (5) 应用菲涅尔公式(垂直入射时，0=0，矿=0)得 电磁波入射到良导体表