Por favor, alguien me explica en inglés simple o en ecuaciones básicas sobre por qué un Transverse Electric and Magnetic Modes(TEM) se propaga en solo dos guías de onda de superficie como una guía de onda de coaxial or a parallel plate .
El documento al que se vinculó (a pesar de los errores de ortografía y de idioma) es bastante bueno. Desde la página 4 ... "... todas las componentes transversales de E y H se pueden determinar solo a partir de las componentes axiales Ez y Hz". Para la compatibilidad con el modo TEM, debe tener AMBOS Ez = Hz = 0 simultáneamente. El artículo trata muy bien la razón matemática, lo que estás buscando es un sentido físico de lo que se dice en matemáticas.
Todo se reduce a que el campo H está soportado por corrientes inducidas en las paredes y el campo E está soportado por voltajes inducidos en las paredes y para que la onda se propague deben reforzarse mutuamente, pero en una Sistema de un solo conductor se cancelan entre sí. ¿La solución? Si tiene conductores separados, entonces puede configurarlos para que el voltaje y la corriente en los conductores se refuercen mutuamente. Los conductores estarán vinculados de manera capacitiva e inductiva, un solo conductor no puede ser.
Esto se debe a que, la única forma de propagar un modo TEM a lo largo de una ruta específica es hacer fluir una corriente física también a lo largo de esa ruta específica. Para producir una corriente, también necesitas un voltaje físico. Por lo tanto necesitas 2 conductores.
Además, este no es el caso con los modos TE y TM, ya que pueden manifestarse y guiarse a lo largo de las paredes de un solo conductor (debido a las condiciones de los límites). Esto se debe al hecho de que los modos TE y TM tienen más libertad, ya que se inclinan solo a 1 ecuación definitoria (es decir, Ex = 0), donde TEM debe satisfacer 2 ecuaciones (es decir, Ex = 0 y Hx = 0).
Infact, una guía de onda de un solo conductor NO tiene corriente física (hay corriente de desplazamiento) o voltaje ... solo ondas E y H. TEM no se puede mantener en tales entornos.
Una guía de onda es un conductor único con un dieléctrico en su interior (el aire también es un dieléctrico). El modo TEM se caracteriza por campos eléctricos y campos magnéticos perpendiculares entre sí y perpendiculares a la dirección de propagación. Para tener una configuración de este tipo, tiene que haber una fuente de campo eléctrico en el centro desde donde los campos E se originan y terminan en el conductor externo y tiene que haber una fuente de corriente que pueda generar campos magnéticos. Para el modo TEM, el flujo de corriente debe ser a lo largo del eje de la guía de onda, que crea campos magnéticos giratorios que son normales a los campos eléctricos generados debido a las cargas (en movimiento) en el conductor portador de corriente. Dado que dicha fuente de corriente está ausente y la guía de onda es una configuración de un solo conductor, el modo TEM no puede existir dentro de una guía de onda. También es evidente por la explicación anterior que para que exista el modo TEM, es obligatoria la presencia de al menos dos conductores.
Por favor, eche un vistazo al siguiente enlace. Como se dice en la página, consideremos que queremos tener TEM, lo que significa que los campos eléctricos y los campos magnéticos son ambos pependiculares a la dirección de propagación, en las guías de onda. Entonces sabemos que los campos magnéticos son bucles cercanos y, según la ley de Amper, sabemos que si tenemos un campo magnético, debería haber una corriente intermedia que lo produzca. Sin embargo, como no hay corriente en el centro de la guía de onda, TEM no puede ser soportado en una estructura de un solo conductor.