Поток вектора Пойтинга в коаксиальном кабеле

Устройство коаксиального кабеля показано на рис. 281. К кабелю прило­жено постоянное напряжение U и протекает постоянный ток I.

Особенностью режима работы коаксиального кабеля является то, что его электриче­ское и магнитное поле не выходит за пределы наружной оболочки.

Рассмотрим режим точки 1, расположенной в диэлектрике на расстоянии r от оси ка­беля. Линейная плотность заряда: .

Напряженность электрического поля: .

Напряженность магнитного поля: .

Векторы поля и направлены под углом в 90^о друг к другу.

Вектор Пойтинга: .

Вектор Пойтинга направлен вдоль оси кабеля по направлению тока I. По­ток вектора Пойтинга через поперечное сечение диэлектрика:

.

Вывод: поток вектора Пойтинга через поперечное сечение диэлектрика равен переда­ваемой мощности Р, т. е. вся энергия от источника к приемнику передается электромагнит­ным полем, сосредоточенным в диэлектрике между жилой и оболочкой.

Рассмотрим режим точки 2, расположенной на наружной поверхности жилы.

Плотность тока в жиле кабеля: .

Напряженность электрического поля: .

Напряженность магнитного поля: .

Векторы поля и направлены под углом в 90^о друг к другу.

Вектор Пойтинга: .

Вектор Пойтинга направлен по радиусу к центру кабеля.

Поток вектора Пойтинга через боковую поверхность внутренней жилы:

.

Вывод: поток вектора Пойтинга через наружную поверхность жилы на­правлен внутрь провода и равен мощности тепловых потерь .