Cómo modelar el campo E y B de líneas eléctricas

Creo que te preguntas cómo el campo E puede ser transversal a la dirección de propagación entre los cables y axial en los cables. En primer lugar, así es exactamente como es. Fuera de los cables, el campo E y el campo magnético son transversales. El vector de Poynting, E x H, apunta en la dirección de la línea de transmisión, lo que significa que la energía fluye en la dirección de la línea de transmisión. Dentro de los cables, el campo E es axial, la corriente es axial y el campo magnético es transversal. El vector de Poynting, E x H, se dirige radialmente hacia adentro en la superficie del cable y representa la pérdida de energía por el calentamiento omhic del cable.

Entonces, ¿qué los conecta? La ley de Snell. El campo EM entre los cables es una onda electromagnética que se propaga a la velocidad de la luz. La velocidad de la luz dentro del conductor del cable es mucho más lenta. Cuando la onda EM que se propaga externamente a los cables roza el conductor, se dobla hacia el conductor de acuerdo con la ley de Snell. Solo la relación de velocidad es tan grande que la onda siempre se dobla normalmente a la superficie del conductor, sin importar desde qué ángulo llegue. Esta onda doblada da lugar al campo E axial en los cables, que soporta la corriente que permite que la línea de transmisión guíe la energía EM y también calienta el cable.

La siguiente representación es buena para dos conductas perfectas donde los campos cambian lentamente. El resultado es una transformación conforme del plano. Esto significa que los bordes de los cuadrados unitarios permanecen ortogonales, aunque el cuadrado está distorsionado.

(En el siguiente diagrama, el texto adicional es libre y aparentemente se refiere a campos de flujo).

Este tipo de transformación de preservación de ángulos aparece a menudo en física y se desarrolla en la teoría del campo conforme .

En una línea de transmisión de dos cables, el campo eléctrico no es paralelo al eje: los dos cables tienen una diferencia de potencial significativa, por lo que el campo E se dirige entre ellos, de uno directamente al otro. El campo B rodea a cada conductor, por lo tanto, tenemos ambos campos normales a la dirección de propagación: modo TEM.