Волновое сопротивление

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 28 ноября 2011.

Волновое сопротивление — характеристика среды распространения волнового возмущения. Единица измерения — Ом.

• В акустике: в газе и жидкости — отношение звукового давления в бегущей плоской звуковой волне к колебательной скорости частиц среды, оно равно произведению плотности среды на скорость звука в ней; в твёрдых телах для продольных волн волновое сопротивление — отношение механического напряжения, взятого с обратным знаком, к колебательной скорости частиц среды. См. также статью удельное акустическое сопротивление.
• В гидромеханике — часть гидро- и аэродинамического сопротивления, характеризующая затрату 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 волновое сопротивление линий передачи — отношение амплитуды напряжения бегущей волны к амплитуде силы тока бегущей волны. (Бегущие волны могут присутствовать и в других режимах) Зависит от таких параметров линии, как ёмкость, диэлектрическая проницаемость материала проводника (зависит от частоты работы генератора сигнала), индуктивность и сопротивление на единицу длины.

Справедливо для волнового сопротивления в длинных линиях:

$Z_0 = {U_m \over I_m}$, где

$~Z_0$ — волновое сопротивление линии,
$~U_m$ — амплитуда напряжения в линии,
$~I_m$ — амплитуда силы тока в линии,

В бесконечно длинных линиях нагрузка имеет чисто активный характер, поэтому энергия, запасаемая в индуктивности и ёмкости, одинаковая.

${L_1 X I_m^2 \over 2} = {C_1 X U_m^2 \over 2}$, где

$~L_1$ — погонная индуктивность,
$~C_1$ — погонная ёмкость,
$~X$ — часть линии,
$~U_m$ — амплитуда напряжения в линии,
$~I_m$ — амплитуда силы тока в линии,

Поэтому волновое сопротивление в бесконечно длинных линиях определяется погонными индуктивностью и ёмкостью:

${\sqrt{L_1 \over C_1}} = {U_m \over I_m} = Z_0$

Волновое сопротивление среды — отношение амплитуд электрического и магнитного полей электромагнитных волн, распространяющихся в среде:

$Z = {E_0^-(x) \over H_0^- (x)}$

Если волновое сопротивление двух сред, имеющих границу раздела, одинаковы, то на этой границе не происходит отражения электромагнитных волн, даже если диэлектрическая и магнитная проницаемости в средах различны.