Волново́е сопротивле́ние — характеристика среды распространения волны.
В акустике Волновое сопротивление в газе и жидкости — отношение звукового давления в бегущей плоской звуковой волне к колебательной скорости частиц среды. Также волновое сопротивление равно произведению плотности среды на скорость звука в ней.
Волновое сопротивление в твёрдых телах для продольных волн — отношение механического напряжения, взятого с обратным знаком, к колебательной скорости частиц среды.
См. также удельное акустическое сопротивление.
В гидромеханике Волновое сопротивление в гидромеханике — часть гидро- и аэродинамического сопротивления, характеризующая затраты энергии на образование волн, например: волн, образующихся на поверхности воды при движении корабля; ударных волн, возникающих при сверхзвуковом полете самолёта; и т. д.
В электродинамике В электродинамике волновое сопротивление линии передачи (коротко — волновое сопротивление) — величина, определяемая отношением напряжения падающей волны к току этой волны в линии передачи (по закону Ома)ГОСТ 18238-72. Линии передачи сверхвысоких частот. Термины и определения..
При определении волнового сопротивления может использоваться также напряжение и ток отражённой или бегущей волн.
Единица измерения — Ом.
При расчёте волнового сопротивления по методу комплексных амплитуд используют амплитуды напряжения и силы тока. При наличии потерь в линии передачи значение становится комплексным.
Волновое сопротивление линии передачи зависит от её конструкции и электрофизических параметров применяемых материалов (ε, μ, σ), что совместно определяет погонные параметры линии передачи (ёмкость, индуктивность, сопротивление и проводимость на единицу длины), а также от типа волны, при наличии дисперсии — от частоты электромагнитных колебаний.
Волновое сопротивление часто путают с характеристическим сопротивлением волны — величиной, определяемой отношением поперечной составляющей напряженности электрического поля к поперечной составляющей напряженности магнитного поля бегущей волны.
В длинной линии волновое сопротивление равно (по закону Ома):
где: — амплитуда напряжения волны (падающей, отраженной или бегущей); — амплитуда силы тока той же волны.
В бесконечно длинных линиях нагрузка имеет чисто активный характер, поэтому энергия, запасаемая в индуктивности и ёмкости, одинаковая.
где: — погонная индуктивность; — погонная ёмкость; — часть линии; — амплитуда напряжения в линии; — амплитуда силы тока в линии.
Поэтому волновое сопротивление в бесконечно длинных линиях определяется погонными индуктивностью и ёмкостью:
Волновое сопротивление среды — отношение амплитуд электрического и магнитного полей электромагнитных волн, распространяющихся в среде:
Если волновые сопротивления двух сред, имеющих границу раздела, одинаковы, то на этой границе не происходит отражения электромагнитных волн, даже если диэлектрическая и магнитная проницаемости в средах различны.
В радиотехнике При распространении электромагнитной волны в среде с относительными диэлектрической и магнитной проницаемостями амплитудные и мгновенные значения напряжённости электрического и магнитного полей связаны соотношением: , где — магнитная постоянная, — электрическая постоянная. Это выражение можно представить в виде: .
Отношение принято называть волновым сопротивлением среды, поскольку существует формальная аналогия между уравнением и законом ОмаСена Л. А. Единицы физических величин и их размерности. — М., Наука, 1977. — С. 226—227. Для вакуума , поэтому его волновое сопротивление Ом.
Примечания
Категория:Акустика Категория:Гидродинамика Категория:Электродинамика Категория:Радиотехнические величины и параметры