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对“良导体中电场传播速度”的疑问(原创)

已有 10248 次阅读 2011-9-28 17:25 |个人分类:个人随笔|系统分类:科研笔记| 特斯拉, 电场速度

    真空中,电磁波的传播速度是30万公里,这个大都没有疑问。我的问题是,在良导体中,例如铜,其电场的传播速度是多少?
    这个问题其实并没有看起来那么简单,首先要搞清楚几个基本概念。通常我们所说的电磁波传播速度是指:在介质中,TEM波的能量传递速度,即沿z轴方向的电磁波的传播速度。根据权威教程《工程电磁场》(Willianm H. Hayt,Jr等)的说法,由于趋肤效应的存在,在60Hz下,铜的电磁波波长为5.36cm,而其相速度仅为3.22m/S。我们很多人都能跑得比它快!
    这当然不符合常识。实际的情况是,低频下,我们所感受到的电能的传播是纵波,依靠电子在导体中的流动。但是,电子本身流动的速度是很慢的,其漂移速度约为几个厘米/秒。显然,导线中电场的传播速度远大于电子的漂移速度。它是接近光速的(也许是超光速),电场传递的波是典型的纵波。这就又回到了我前面博客的内容,在低频下,将传输线效应和电场的纵波效应混为一谈是错误的。特斯拉在一个世纪前已经发现了这个问题,可惜直到今天,我们还没有搞清楚。
     上述想法也许有不对的地方,欢迎对此问题有研究的博友指点。
   


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