Электромагнитное поле
167
Длина Панамского канала в наиболее низкой его части— в 81,6 км, в т. ч. 65,2 км по суше и 16,4 км по дну. Длина береговой линии каждого материка Северной и Южной Америк примерно по 15 000 км, эквивалент — 7500 км. Отношение длин береговой линии и перешейка порядка 100. Идеальная структура для распространения низкочастотных токов растекания по всем океанам
6.5. Продольное распространение электрических волн в морской воде
Представляет специальный интерес случай излучения диполем переменного тока, при котором d = λ/2, где λ — длина волны электрического поля в среде. В этом случае к тому моменту, когда волна от дальнего электрода достигнет ближнего электрода, напряжение на ближнем электроде изменит полярность на противоположную и далее будет распространяться не разность электрических напряженностей, а их сумма:
168
Глава 6.
i(2r2 +2rd + d 2) 4pr2 4p(r + d)2 4pr2(r + d)2
δe =δe1 +δe2 =+ = , (6.85)
что приведет не к кубическому, а всего лишь к квадратичному затуханию напряженности по расстоянию вдоль оси диполя. Уравнениями Максвелла такой вариант не предусмотрен.
Необходимо отметить, что при d = λ/2 основная мощность распространяется не в поперечном, а в продольном направлении, при этом плотность тока в среде не зависит от параметров среды, от площади электродов и от частоты тока, а только от величины излучаемого тока. На рис. 6.9 приведен электрический диполь с сосредоточенными параметрами, для которого выполнены необходимые построения вектора потока излучаемой мощности.
Рис. 6.9. Излучение энергии диполем с сосредоточенными параметрами
Отсюда следует не тривиальный вывод о том, что диполь с сосредоточенными параметрами способен излучать энергию вдоль своей оси, что, безусловно, противоречит выводам, вытекающим из уравнений Максвелла.
Для диполя с сосредоточенными параметрами, состоящего из двух электродов, плотность тока в ближней зоне определяется путем геометрического суммирования соответственно двух токов с учетом, их знаков и запаздывания. Из суммирования токов видно, что распространение идет от диполя во все стороны, при этом по оси симметрии диполя волна электрической напряженности распространяется в поперечном направлении, а вдоль оси диполя — в продольном. При этом напряженность поля в каждой точке среды
