• 締切済み

ダイポールアンテナ電圧分布図

veryyoungの回答

  • veryyoung
  • ベストアンサー率75% (65/86)
回答No.3

アンテナ周辺は交番磁界が存在し、スカラーポテンシャル場ではありませんから、電位は定義できない(経路依存であり一意でない)と思います。例えば良導体であるエレメントに沿う電界は零(エレメント周回磁界による長手方向誘導電界を真電荷の偏りが相殺)ですから、その経路で電界を積分した電圧はエレメント両端に向かって増大はしません。電圧分布なる図は、通読書で良く見かけますが、エレメント表面の垂直電界の大きさを「電圧」と言う名称で観念的に示したものかと思います。あるいは電荷の偏りによる静電ポテンシャル(電位)、誘導電界のエレメント長手方向積分値も「単独」なら、同形になるでしょう。専門書には、電流分布図はあっても、電圧分布図は見当たらないような気がしますが、いかがでしょう。もし理論書で電圧分布図が見つかるなら「特殊な」定義が明確に併記されているものと私は考えます。

masudajunji
質問者

お礼

あのう、今回磁界については言及してないので省略で良いです。電荷分布法というのがアンテナ解析でありそうです。 ならば、ポアソン方程式から電位分布が解として求められることに気付きました。 さらに図をよくみれば給電点中央がゼロVになってます。結果電圧基準点は給電点中央ということになることに気付きました。ポアソン方程式の境界条件で両端の電位が±で等しいとか、両端の電界がゼロとか入れてくと結果中央が0Vになります。ということで、特にかまえることなく、電磁気の演習レベルでアンテナの電圧分布図は理解できました。

関連するQ&A

  • 線状アンテナの電圧分布てなんでしょう??

    よく半波長ダイポールアンテナの電流、電圧分布図がのってます。電流分布は、分布定数回路等の類推から理解できますが、電圧分布がよくわかりません。結局、どこと、どこの電位のことを言っているのか?です。 ・・・・ひょっとして、静電界電荷分布のポテンシャル(∞点を0V)として算出しているのでしょうか?    電圧の基準点がよくりかいできません。 ご存知のかた、お教えください。

  • 半波長ダイポールアンテナについて

    ダイポールアンテナの特性について、ご質問させていだききます。 確認になってしまうかもしれないですが、 半波長ダイポールアンテナでは、受信周波数のλ/2波長に エレメント長を合わせれば、半波の最大電圧の部分で、 給電点がきて、最大電力が取り出せる。 しかし、受信したい電波の1波長にエレメント長を合わせた場合、 給電点が”0v”の位置にきてしまい、まったく受信できなくなる。 このように理解してよろしいでしょうか。

  • 電界分布で相似になる理由

    カーボン紙を使い等電位の点を探すという電界分布の測定を行った際、等電位線と電気力線を書いたのですが、これをどうして隣の升目と相似に書かなければならないのかという問題を出されました。 自分で調べてみたのですがまったくわかりません。 どなたかわかる方がいらっしゃいましたら教えてくださると助かります。 よろしくお願いします。

  • pn接合の熱平衡状態の電位差

    下記の内容についての質問です。 熱平衡状態は電気二重層による静電ポテンシャルと、 電子の濃度差に伴う化学ポテンシャル(電子濃度のポテンシャル) が釣り合った状態と言うことができる。 このため熱平衡状態においては、pn接合両端の電圧はゼロである。 (Wikipedia pn接合より抜粋) ここで、電位差について質問があるのですが、 pn接合で 電位差が0と言っているのに、 なぜその時拡散電圧が存在しているのでしょうか? それと、 順バイアスをかけたときに、 なぜその電圧をこえるま電流が流れださないのでしょうか? 電位差が平衡状態で0ならちょっと順バイアスかけただけ電流は流れると思うのですが、、、 よろしくおねがいします。

  • 電圧降下??

    今第二種電気工事士の勉強をしているのですが電圧降下とはどういうものなのかよく分かりません。テキストには「電圧降下とは抵抗に電気が流れるとき、流れ込む点の電位よりも、流れ出る点の電位の方が低くなることをいう・・・」とかかれているのですがいまいち意味がわかりません。 またなぜ電圧降下は電流と逆に発生するのでしょうか? 教えてください、よろしくお願いします。

  • 点電荷が作る電位分布の求め方

    点電荷が作る電位分布の求め方 お世話になります。 1次元の電位分布についての質問です。 高校の物理で習ったように、1[C]の点電荷(あるいは微小な大きさを持つ電荷)が原点にあるときの電位分布は、無限遠をゼロとして、 φ = (1/(4πε)) * (Q / r) ・・・(1) で表せますよね? 同じ分布をポアソン方程式(div (grad φ) = -ρ/ε)から求めるにはどうすればよいでしょうか。 1次元の場合ポアソン方程式は単純な2階微分方程式になると思いますので、rで2階積分してみたのですが、原点以外ではρ= 0 のため φ が一次関数になってしまい、(1)のような反比例の関係にはなりそうにありません。 どこか考え方が間違ってるのだと思いますのでご指摘いただけると助かります。 よろしくお願い致します。

  • 電気回路の各点電位の求め方についての質問です

    電気回路で各点電位の求め方が、考えても分からないので、みなさん教えてください。 0.5Wオーディオアンプの電気回路の問題です。 電位V(A点)=(R1/(R1+R2))*V(∞点) 電位V(C点)=I4(R4+R5) というところまでは分かったのですが(正しいという自信もないです)、 他の点、B,D,E,Fについて、電位をどのように表すのか考えても分かりません。また、C点に関しても、電流I4に抵抗と電圧だけで表さないといけないのですが、それも分かりません。 教えて頂けないでしょうか。よろしくお願いします。

  • 電圧と電流について

    電気回路について、抵抗を経て電圧降下が行われた後であっても、その前後で電流が変わらないのが、どうもイメージが付きません。 5Vが5Ωを経て0Vとなっても、変わらず1Aが流れるのはなぜでしょう。自分の理解がどの点から間違えているのかご指摘ください。 ・電圧は電位の差 ・電圧によって電流が流れる ・電流は1秒間に流れる電荷の数のこと ・電圧が大きければ秒間に流れる電荷は増えるので電流も大きくなる ・電圧は抵抗によって電圧降下し、マイナス極につながる導線は0V この理解で進むと、抵抗で電圧降下すると電流も下がってしまうように思います。 0Vになってもマイナス極のマイナスに対して高電位から低電位に流れる形で電流が動くのは変わらないと考えれば良いのでしょうか

  • 無限長直線電荷による電位

    線密度 ρ_l で一様分布している直線電荷があるとして, 直線電荷の中点から垂直に r 離れた位置における電位 V を求めるとします. 直線電荷の長さが 2L の場合,電位の基準点を無限遠点とすると,電位は ρ_l * d_z' / 4πε_0(r^2+z'^2)^(1/2) を -L から L まで積分して V = (ρ_l / 2πε_0) * ln{ ( L + (L^2 + r^2)^(1/2) / r } と表されますよね?ここで直線電荷が無限長の場合を考えると, L を ∞ として V → ∞ と発散してしまいます. 一方,電位の基準点を ∞ ではなく,中心から a だけ離れた円筒面にすると有限値になることまではわかっています. なぜ上の方法では ∞ に発散してしまうのでしょうか. わかりにくい文で恐縮ですが,どうにもしっくり来ないので質問させていただきました. 宜しくお願いします.

  • 電界における電位差

    等電位差をもつ電界中で、+1[C]の点電荷を移動させて仕事を考える問題です。 まず問題文で、20[V]の電気力線のある場所から同じ20[V]の電気力線上の別の点まで移動させる時の仕事は? これが0なのは分かるのですが、別の項目で 「電界に沿ってd[m]はなれた二点間の電位差は、電界の強さ×d=V[V]。これを用いて仕事が求められる」 とあるのですが、電気力線を飛び越えて移動する時と、電気力線に沿って移動する場合とではどう違うのですか。 また、仕事そのものに関して、電位の小さいところから大きいところに点電荷を移動させた時、その仕事は正になりますよね。しかし、私の解いていた問題では、20[V]の電気力線から10[V]の電気力線に移る時にした仕事が10[W]になっており、逆に10[V]の電気力線から40[V]の電気力線に移る際には-30[W]となっているのです。 符号が逆のような気がするのですが、どうなんでしょうか。 そもそも仕事がマイナスになるのは、進む向きと力が互いに逆だから起こるのですよね。 他の問題では 「+2×10^(-4)の正の点電荷をある点AからBへ移動させる時、外力が6Jの仕事をしたとすると、AとBではどちらが電位が高いか」 に対して 「Bの方が3×10^4[V]高い」 となっていたので、どちらかが間違っているようにしか。。 それとも「外力」というのと「点電荷自身」とでは意味が違うと言うことなんですか。 以上、電気力線の「沿って進む」と「超えて進む」についてと 仕事について教えてください。御願いします。