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ＴＥＭ線路を伝搬する直流パルス波のエネルギー
veryyoungの回答
- veryyoung
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ANo.3にいただいたコメントに関してです。 ＞バイアスなしで両方から同じ幅を持つパルスを同軸に入れます。完全に重なった瞬間は電場か磁場のエネルギーのどちらかです。ポインテイングベクトルは存在しませんが左右の向きの重ね合わせですから全電磁場に関して０で問題ないと考えています。 左向きと右向きの電力（ポインテイングベクトル）は常に存在し続け、すれ違う所で、電界または磁界のみになって観測される場合があると解釈した方が自然だと思います。 入射波、反射波という電力の波の同時存在は認めながら、ポインティングベクトルという名前になると拒否されるとは、不思議です。 バイアス場と仰るのも左向きと右向きの電力の合計です。たとえば 「V に充電された両端開放」の線路の右端に突然整合抵抗を繋いだとしましょう。V/2 の大きさで線路伝搬時間の２倍の長さのパルスが出て来ます。なぜV/2か、なぜ伝搬時間の２倍なのか。右向きの電力に続いて左向きの電力が左端で反射し右向きになったものが出て来ます。単に電界だけの線路は一見静的ですが、ポインティングベクトルが生きている実感があります。当たり前ですが、出て来る質量から、電磁運動量は ( (V/2)^2 / Zo ) / c になります。 ＞「馬脚を見せながら実態のないパルスが駆け抜ける」 ＞右へ走るエネルギーが一瞬でも存在しない時間があれば問題であると考えています。 磁界のみが存在する問題の区間（パルス）は、右向き電力の極性の違いに過ぎません。そのような解釈によれば、何の不条理も発生しないと思います。 パルスの到来によって、右向き電力が極性を変えても受電端に吸収される電力は変化しないはずです。右端の右向き左向き通過合計電力に変化が無い事を確かめてみましょう。到来以前 I = 0、到来時 V = 0、両者とも通過合計電力零で変化無く、辻褄が合います。 なお、抵抗の消費を、ポートの通過電力と関連付ける際は注意が必要です。電圧源に直列に繋がれている抵抗は、線路と整合を取る為のものであって、この抵抗自体が整合条件で使用されている訳ではありません。通過入射反射の「電力の単純合計値」に相応しい消費電力を当該抵抗器単体に見る事はできません。
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お礼
何度かご検討いただきありがとうございました。私の理解不足で何度もご回答いただくことになりましたが勉強になりました。電磁場と回路の両面から再度考察して矛盾のない形で理解したいと思います。そういう意味ではまだ腑に落ちないところがあります。とにかく整理して数値的にもはっきりさせたいと思います。ありがとうございました。
補足
コメントありがとうございます。この問題もとても面白く思いますが私には少々難問です。veryyoungさんの検討結果は ＞到来以前 I = 0、到来時 V = 0、両者とも通過合計電力零で変化無く、辻褄が合います。 ということですね。つまり出力抵抗にパルスの抵抗損失は発生しないという ことを主張されているのだと思います。＃１のfoobar さんのご意見と同じなので私の意見（出力抵抗で損失が発生する）が間違っている確率が大きいように思います。しかし線路をどんどん短くして集中定数回路にするとやっぱり二次側に電力が伝わるように見えます。ここはもう少し考察するため議論を打ち切り再度質問させていただきます。 ＞入射波、反射波という電力の波の同時存在は認めながら、ポインティングベクトルという名前になると拒否されるとは、不思議です。 誤解を与えたかもしれません。拒否しておりません。実際には存在するが見かけは見えなくなっていることを示しています。したがって ＞左向きと右向きの電力（ポインテイングベクトル）は常に存在し続け、すれ違う所で、電界または磁界のみになって観測される場合があると解釈した方が自然だと思います。 というのは全く抵抗感がなく受け入れられます。私の文章と同じ意味です。 ＞バイアス場と仰るのも左向きと右向きの電力の合計です。たとえば 「V に充電された両端開放」の線路の右端に突然整合抵抗を繋いだとしましょう。V/2 の大きさで線路伝搬時間の２倍の長さのパルスが出て来ます。なぜV/2か、なぜ伝搬時間の２倍なのか。右向きの電力に続いて左向きの電力が左端で反射し右向きになったものが出て来ます。単に電界だけの線路は一見静的ですが、ポインティングベクトルが生きている実感があります。 この話は１００％理解できます。かつ同じ考えです。 ＞電圧源に直列に繋がれている抵抗は、線路と整合を取る為のものであって、この抵抗自体が整合条件で使用されている訳ではありません。 この文章は哲学的で私の理解を超えています。しかし２時側の抵抗に電力が現れない説明の一部かなと理解しました。 途中の考察や考え方はそう違わないのに結論は全く違っています。再度考察して別の形で質問させていただきます。しかし問題の構造や論点が随分明確になりました。別の方のご意見もお伺いしたかったのですが叶いませんでした。ありがとうございました。