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Niveau maths spé
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Puissance moyenne perdu par une onde

Posté par
Tiboz
08-03-20 à 15:14

Bonjour ! Je bloque sur une question de mon DM qui me semble assez horrible...

J'ai un guide d'onde rectangulaire de section ab. Dans cette partie du DM, j'ai une répartition volumique de courants dont on me donne une expression en x=0,x=a,y=0,y=b.

Dans la partie précédente j'ai calculé la puissance moyenne (noté P(z)) traversant ce guide : P(z) = \frac{Eo^{2}abk}{4\omega \mu o}

La question est la suivante : Déterminer la puissance moyenne perdue dP par l'onde au niveau des 4 parois sur une longueur dz et aboutir à une expression du type : \frac{dP}{P} = -\frac{dz}{l} avec l = \frac{kab\gamma \delta \mu o\omega }{4\left(\frac{\pi ^{2}b}{a^{2}}+\frac{\pi^{2}}{2a}+\frac{k^{2}a}{2} \right)}

Je ne sais pas trop où commencer...

Merci d'avance

Posté par
gts2
re : Puissance moyenne perdu par une onde 08-03-20 à 16:09

Bonjour,

Présenté brutalement comme cela "semble assez horrible" parait compréhensible.

L'idée de base est simplement de dire que les pertes (dP) sont dues à l'effet Joule, dont l'expression volumique est bien connue, on prend comme volume une tranche (dz) du guide, comme les courants dépendent de E^2, le P(z) devrait apparaitre assez naturellement.
Pour éviter l'intégrale volumique, on peut aussi envisager le flux du vecteur de Poynting entrant par les faces latérales.      

Posté par
Tiboz
re : Puissance moyenne perdu par une onde 08-03-20 à 21:40

Je ne vois pas comment faire apparaître P(z)... (je ne vois pas son lien avec la question en fait).

De mon côté j'ai commencer à faire cela (cf photo) mais j'ai l'impression de m'égarer et j'ai surtout des doutes sur ce que j'ai écrit.

(Pour me faire comprendre, je trouvais ça plus simple de faire une photo de ce que j'ai fait que d'écrire)

Puissance moyenne perdu par une onde

Posté par
gts2
re : Puissance moyenne perdu par une onde 08-03-20 à 22:50

Il ne faut pas faire intervenir P(z), il va apparaitre de lui-même :  j=E soit P_v= jE=E2, donc le E2 apparait de lui-même et donc P.

Pour ce  qui est de votre calcul, le courant se trouve dans les parois, pas dans le trou, dans votre volume a b dz, j=0. D'autre part tel que vous l'écrivez, il n'y a pas d'intégration à faire : on cherche dP pour une tranche dz.

Si on avait le détail du texte, en particulier j, on pourrait avancer.

Posté par
Tiboz
re : Puissance moyenne perdu par une onde 09-03-20 à 18:53

C'est bon j'ai compris, il faut intégrer la puissance volumique moyenne perdue par effet Joules (P = j^2/gamma en prenant la valeur moyenne de j^2) sur le volume considérer (dV = dx*dy*dz). Or ce volume se transforme rapidement en surface vu que c'est à z constant, le dz sort de l'intégrale.

Il me suffisait donc d'intégrer sur les 4 surfaces crées par l'épaisseur de peau dans le matériau. (ces intégrales doubles se transforment en intégrale simple).

Je trouve bien ce qu'il fallait ! Merci gts2

Posté par
gts2
re : Puissance moyenne perdu par une onde 09-03-20 à 19:28

Très bien, bonne continuation.



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