Волновое сопротивление

Волновое сопротивление — характеристика среды распространения волнового возмущения.

• 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.

${L_{1}XI_{m}^{2} \over 2}={C_{1}XU_{m}^{2} \over 2}$, 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.