- ベストアンサー
TEM線路を伝搬する直流パルス波のエネルギー
- 直流パルスを同軸線路で送ることを考えます。同軸線路の特性インピーダンスと同じ入出抵抗を接続します。
- パルスが線路の中心付近を通過するときの絵を表しましたが、電気エネルギーの総量がパルスを入れる前よりも少ないことに気が付きました。
- また電磁エネルギーが流れるとき必ず発生するポインティングベクトルは存在しないようです。どこで間違ったのでしょうか。
- みんなの回答 (4)
- 専門家の回答
関連するQ&A
- 2本の結合TEM線路間のエネルギー移行の不思議さ
2本の結合TEM線路間のエネルギー移行の不思議さ 完全なTEM伝送路の電磁界というのは電磁界の成分は進行方向に対して垂直方向、つまり断面内 にしか存在しませんね。なのに4分の1波長間を近づけて愚奇モードのインピーダンスを互いに違 えてやると方向性結合器ができ、電力が入力線路からもう1本の線路に移り取りだすことができます。 つまりTEMモードの伝送方向と直角方向(場の縦方向)に電力が運ばれた事になります。 断面方向に伝搬する成分は全くないのになぜエネルギーは他の伝送線路に移行するのでしょうか。 しばしば偶数奇数モードの重ね合わせ(干渉)で説明を受けますがエネルギーが空間を移動するには 必ずポインティングベクトルが必要であると私は思うのですが・・・ よろしくご指南お願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 同軸線路
同軸線路について質問です。 (1)同軸線路は直流なら長さ成分が有効な抵抗として働くのに、交流になると何故長さ成分に関係なく、一定の特性インピーダンスを持つのでしょうか?交流になるとLとC成分のみでR成分はなくなるためとの説明を見たのですが理由がわかりません。 L,C,R,Gで表した等価回路モデルが関係しているのでしょうか? (2)50Ω終端する理由として、「電源から送り出せる電力の最大値33Ω」と「伝送線路における損失の最小値77Ω」の中間の値を取るためとの説明を見たのですが、何故テレビは75Ω終端なのでしょうか?あと、300Ω終端とかもある理由も知りたいです。 分かる方アドバイスをお願い致します。
- ベストアンサー
- その他(学問・教育)
- 同軸ケーブルの直流電力伝送について
有限な導電率を持つ金属で構成された同軸ケーブルに高周波(たとえば1GHz)で定義された特性インピーダンスと同じ値を持つ抵抗で終端します。t=0に突然入力から直流電力を流入した場合そのエネルギーは光速で伝送され負荷に多分吸収されると思います。私の質問は(1)直流でも電力は同軸電極間の空気の部分だけを伝わるのでしょうか。それとも金属内部でしょうか。 (2)一番低損失に伝送できるのは高周波伝送と同じように75オームの特性インピーダンスケーブルを用いた時でしょうか。 高周波ばかり扱ってきたので金属全体に広がる直流のことがよくわかりません。どちらか一方の答えでかまいません。よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- パルジェネのパルス電圧をオシロで測定する方法
パルスジェネレータを下記接続のようにオシロスコープにつなげて、パルス電圧Vpp 1Vで出力したら、Vpp 2Vと測定されます。 これは、パルジェネの設定が悪いのか、 オシロの測定方法が悪いのか、 それとも正しく測定できているのか教えてください。 パルジェネ設定値:LL 0V-HV 1V, Vpp 1V, offset500mV, パルス幅300nsec, 1000Hz <接続図> ○―――――――――□←測定値:LL0V-HL2.0V <記号> ○:パルスジェネレータ (出力インピーダンス50Ω) □:オシロスコープ(IWATSUSG-4511、1MΩ) ―:同軸ケーブル(G-59/U、特性インピーダンス73Ω)長くても50cm程度 パルジェネが50Ωで同軸ケーブルが73Ωなので インピーダンスがあっていないことは承知ですが、 特性インピーダンスは出力インピーダンスよりも大きいし、見た目反射もないようなので、 LL0V-HV1Vで測定できるはずだと思うし、 いくらなんでも2倍の増幅はおかしいような・・・。 本を見たり、ネットで検索したりしたのですが、 電気関係は疎くて、初心者ですみません。
- 締切済み
- 物理学
- 変位電圧密度、ポインティングベクトルについて
変位電圧密度、ポインティングベクトルについて 電磁気学について問題の解き方を教えてほしいです。 (1)比誘電率εr=1,φ=6*10^7[s/m]の導体(銅)があります。 10[GHz]にぴて導電電流密度は変位電流密度の何倍になりますか? (2)抵抗R[Ω]の円筒形の抵抗体に電流I[A]を流しました。 抵抗体内で消費される電力をポインティングベクトルから求めなさい。 (3)同軸ケーブルの一端で、内部導体と外部導体の間に負荷が接続されています。 他端に直流電圧V[V]を加えたところ電流I[A]が流れました。ケーブル内を伝わる電力をポインティングベクトルを用いて誘導しなさい。
- ベストアンサー
- 物理学
- 50オーム同軸線路のベクトルポテンシャルの求め方がわかりません。
50オーム同軸線路のベクトルポテンシャルの求め方がわかりません。 同軸線路の電磁界は解っているのですがベクトルポテンシャルが どういう大きさでベクトルがどちらを向いているのかさっぱり解りません。 E=-dA/dt-grad(pusai) だとすれば中心導体と外部胴体のポテンシャル の差だけからではないはずですね。でも実際には二次元ラプラス方程式の解と してスカラーポテンシャルから電場が与えられます。電流が存在するからAは 値を持つはずなのにその電界への寄与はどうなっているのでしょうか。 よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 入力インピーダンスと出力インピーダンスについて
電気回路の初心者です。ネットのサイトで次のような説明を読みました。 入力インピーダンス(抵抗)が大きいと、電流があまり流れません。 電流があまり流れないと言う事は、半導体が作動するのにエネルギーが少なくてすむ (= 電圧降下が小さい) ということです。 作動エネルギーが少ないと、他の回路へエネルギー(電圧)を、振り分けることが出来きます。 以上の理由により、 入力インピーダンスは高いほど良い ということになります。 (略) 出力インピーダンスとはなんでしょうか? マイクのように、信号を発信する側が、もともともっている内部抵抗です。 では、出力インピーダンスは、低いほど良い理由はなぜでしょうか? マイクの出力インピーダンス(内部抵抗)が大きいと、自分自身でエネルギー(電圧)を使ってしまい、小さな音しか出せません。 私にはこの説明が理解できません。 入力インピーダンスの説明では、インピーダンスが大きいと、半導体が作動するのにエネルギーが少なくてすむ、と言っています。 ところが出力インピーダンスの説明では、インピーダンスが大きいと自分自身でエネルギーを使ってしまう、つまり多くのエネルギーが必要だと言っています。どう考えればいいのでしょうか。 何か基本的なことが理解できていない気がしてストレスがたまっています。
- ベストアンサー
- 科学
- 同軸コネクタのインピーダンスは?
同軸コネクタの構造からコネクタのインピーダンスを考える場合、同軸ケーブルのように中心導体外形、外部導体内径、絶縁体の比誘電率から計算する方法で良いのでしょうか?
- 締切済み
- その他(学問・教育)
- OPアンプに対するバイアス回路について
現在、出力インピーダンスが50Ωのパルス信号を、OPアンプの非反転増幅回路で増幅をさせたいと思っています。 チップのOPアンプを使用してます。 困っていることは、出力波形にバイアス電圧をかけたいと思っているんですが、インピーダンスを20Meg(無限)にすればできるのですが、50Ωにするとどうしても出力電圧が半減されてしまい、期待通りの数値を得ることができません。なにかいいアイデアはないでしょうか? 入力波形は0V⇔3~4Vのパルス波で、 出力波形を2V⇔9Vのパルス波にしたいと考えてます。 ご回答のほどよろしくお願いします
- ベストアンサー
- 物理学
- 今電磁気の問題を色々と説いているのですが・・・
次の問題で躓いてしまいました>< 問題の内容は、 同軸状円筒導体に直流電圧Vを印加したとき定常電流Iが流れた。同軸間には均質な媒質(導電率σ、誘電率ε)が充填されている。 (a)導体周囲の電位分布を求めよ。 (b)導体周囲の電流分布、電界分布を求めよ。 (c)長さLの導体の抵抗を求めよ。 という問題です。わかった方がいらっしゃったら、回答お願いします><
- ベストアンサー
- 物理学
補足
>伝送線路上の電圧、電流を進行波と反射波に分けて考えます。 以前にも類似の問題で電界を左右から来た直流波の重ね合わせで表現する方法をご提案頂いた様に思います。この手法は解析手段として優れとても良く理解できます。 >ここで、進行波側に+100Vのパルスを加えるので、パルスが重畳されている間は、進行波が+50Vになります。その時の進行波のパワー自体は-50Vの時と変わりません。 全くその通りだと思います。何の異存もありません。つまりパルス電源は同軸線路にパルスの入れ物を送り込んだだけで中身はからっぽということでしょうか。しかし私にはパルスを発生させたとき入力抵抗に電流が流れ電圧の半分が同軸線路にかかる、つまりパルスエネルギーを送り込んだように見えるのですが・・・そうではないというお考えですか。 もし電源のパルスエネルギーの半分は入出力抵抗で消費されて後の半分は反射してくるとしか言えなくなります。これは最初のDCバイアスとの重ね合わせが効かずパルスとバイアスが相互作用することになります。これも変ですね。 やはり後の半分のエネルギーは伝送線路を伝わると考えるのが普通と思います。そして伝わっている間はその中身の姿を見せない・・不思議です。(馬脚を現しながら本体が無い) 再度のコメント期待押します。