Was sind der Mechanismus und die Auswirkungen der Nichtlinearität in einer dämpfenden Barriere in Gegenwart eines hochstarken EM-Feldes?

Wenn ein Dämpfungsgerät linear funktioniert, bedeutet dies in der Elektromagnetik, dass 1) die Eingangs- und Ausgangssignalstärken proportional sind; und 2) Eingang f = Ausgang f. Wie genau und vollständig ist diese Definition?

Ich verstehe auch, dass eine Dämpfungsbarriere in Gegenwart eines hochstarken EM-Feldes (z. B. 50 kV/m, 133 A/m) nichtlinear werden kann. Warum/wie passiert das? Welche Eigenschaften des Barrierematerials beeinflussen dies (z. B. Permittivität, Permeabilität, ferromagnetische Eigenschaften usw.)?

Ich verstehe auch, dass Nichtlinearität dazu führt, dass die Dämpfung einer Barriere je nach Detail der Nichtlinearität durch die Frequenz verstärkt oder verringert wird. Was ist mit "dem Detail der Nichtlinearität" gemeint? Warum/wie führt Nichtlinearität dazu, dass die Dämpfung bei einer Frequenz verstärkt oder verringert wird? Mit anderen Worten, welche Materialeigenschaften bestimmen, ob die Dämpfung zu- oder abnimmt?

Wenn die Definition von Linearität im ersten Absatz oben in Ordnung ist, verstehe ich zumindest teilweise, warum Nichtlinearität dazu führen kann, dass die Dämpfung bei einer Frequenz zunimmt oder abnimmt. Wenn die Nichtlinearität eine Frequenzverschiebung beinhaltet, würde die Dämpfung bei der Eingangsfrequenz zunehmen und bei der Ausgangsfrequenz abnehmen. Wenn die Nichtlinearität eine Änderung der Proportionalität von Eingangs- und Ausgangssignalstärken beinhaltet, dann würde je nachdem, wie sich die Proportion ändert, die Dämpfung erhöht oder verringert werden. Habe ich dieses Recht?

Dies ist eine Umschreibung dieser Frage , die schlecht betitelt und formuliert war. Selveks Antwort war jedoch hilfreich. Ich hätte ihn um Klarstellung gebeten, aber es schien keinen Sinn zu machen, weiter zu einer unklaren Frage beizutragen, die das verfehlt, was ich eigentlich fragen wollte, und die zu Gegenstimmen auffordert. Eine erneute Anfrage schien also eine gute Lösung zu sein. Entschuldigung, wenn dies nicht das richtige Verfahren ist. Ich bin neu hier. Ich habe einen Moderator um Hilfe gebeten, aber noch keine Antwort erhalten.

"Wellenform ist auch identisch" ist falsch. Eine Sinuswelle mit fester Frequenz sieht gleich aus (ohne Berücksichtigung der Amplitude), kann jedoch phasenverschoben sein. Komplexere Wellenformen können sehr unterschiedlich aussehen, da die Amplitude für verschiedene Frequenzen unterschiedlich sein kann. Stellen Sie sich eine Rechteckwelle durch einen RC-Tiefpassfilter vor.
@spehro, danke für diese Klarstellung. Wäre es richtiger zu sagen, dass in einem linearen Gerät komplexe Wellenformen identisch sind?
@spehro, eigentlich würdest du das bitte klarstellen? Können Sie Linearität besser definieren?
Im Allgemeinen kommen nur Sinuswellen mit der gleichen Form heraus. Schlagen Sie die Definition von LTI (Linear Time Invariant) nach.
@spehro, äh, Entschuldigung. Egal. Ich verstehe was du meinst. Ich werde Punkt 3 aus meiner Definition in Absatz 1 entfernen. Nochmals vielen Dank.

Antworten (1)

Nichtlineare Materialeigenschaften sind breit gefächert und hängen vom Zweck ab.

Bei Magnetfeldern sind Ferrit, Kobalt usw. alle linear, bis sie zu sättigen beginnen, dann kann der "mu" -Koeffizient (Permeabilität) auf einen niedrigen Steigungswert fallen. Das würde so aussehen.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dieser ist steil, wenn er linear ist, und flach, äquivalent zu Luft (mu = 1), wenn er gesättigt ist.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn mu hoch = 10k ist und auf 1 fällt, dann ist es eine ziemlich signifikante Verringerung der Induktivität und Abschirmeffekte werden transparent. Aber in Wirklichkeit würde dies ein sehr hohes H-Feld wie eine nukleare Explosion erfordern. Dann brauchen Sie Materialien mit niedrigerem Mu-Wert, die nicht so leicht gesättigt sind wie dicke, nasse Betonwände.

Es hängt alles von der Anwendung ab.

Es gibt viele andere nichtlineare Eigenschaften wie die Anstiegszeit und den Apertureffekt eines Wellenleiters mit 1/4-Wellenlängen-Impedanzinversionseffekten.

Danke für eine tolle Antwort. Aus diesem Diagramm sieht es für mich so aus, als ob Wolframstahl, Magnetstahl, Gusseisen und Kobalt in ihrer Tendenz, in einem hohen H-Feld relativ linear zu bleiben, ungefähr gleich sind. Ist das richtig?
Was sind der Mechanismus und die Auswirkungen der Nichtlinearität in einer dämpfenden Barriere in Gegenwart eines hochstarken EM-Feldes?
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