高周波ACで基本的な回路法則が破綻するのはなぜですか？

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これまでのすべてのコースでDCと低周波ACを扱ったRFシーン全体を開始しました。

高周波ACでは、基本的な回路法則が適用されなくなり、従来の受動部品モデルを変更する必要があることを理解しています。これを正当化する理由は、高周波AC伝送では、波長がはるかに短くなり、PCBなどの配線よりも小さくなることがあるということでした。

私はこれが電磁波で自由空間を伝送するときの問題であることを理解していますが、これは実際の物理的なワイヤとPCBがAC電源によって駆動される問題です。私はそれが直接的な接続であることを意味します、私たちは自由空間を伝播するのに電磁波を使用していないので、波長やものは問題ではないでしょうか？

ac high-frequency

— アルフロジャン80
ソース

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DCでは、理想的なインダクタは短絡であり、理想的なコンデンサは開放です。「DCから昼光まで」の制限では、理想的なインダクタは開放であり、理想的なコンデンサは短絡です。GHz性能の上限に合わせて設計されたTektronixオシロスコープを開くと、一連の容量性ストライピングによって形成された導電性パスと、単純なトレースのように見えるものによって形成された導電性ブロックを見ることができます。

— ジャンク、

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波はワイヤーのもう一方の端に到達するのに時間がかかりますよね？光年の長いワイヤがあり、バッテリーを一方の端に接続する場合、もう一方の端に何も接続されていないことをバッテリーが認識するまで少なくとも1年は必要です。そして、その間、バッテリーは一見開放回路に放電します。

— user253751

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@EricDuminil彼らはまたあなたがそれらを構築する方法のように振る舞います。

— user253751

4

@immibis：これは、通常、無限に長い同軸ケーブルのインピーダンスを測定する方法です。

— PlasmaHH

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「電磁波を使用して自由空間を伝播していない」というのは技術的に間違っています- 物理的なワイヤと高周波ACがある場合、そのように使用するつもりがない場合でも、自由空間を介した伝播は発生しますあなたはそれが欲しいかどうか。

— ペティス

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実際には、波がすべてです。DCを扱う場合でも、電場と磁場および波によってすべて管理されます。

「基本法」は崩壊していません。あなたが学んだルールは、特定の条件下で正確な答えを提供する単純化です-あなたはまだ基本的な法則を学んでいません。単純化を使用した後、基本法則を学習しようとしています。

簡略化されたルールの想定条件の一部は、回路が関連する信号の波長よりもはるかに小さいことです。これらの条件では、信号が回路全体で同じ状態にあると仮定できます。これにより、回路を記述する方程式が非常に単純化されます。

周波数が高くなる（または回路が大きくなる）ため、回路が波長のかなりの部分になるため、その仮定はもはや有効ではありません。

電気回路の動作に対する波長の影響は、低周波で最初に明らかになりましたが、非常に大きな回路-電信線で発生しました。

RFの使用を開始すると、使用する信号の波長のかなりの部分が机の上にある回路のサイズになるように波長に到達します。

そのため、以前は便利だった無視できるものに注意を払わなければなりません。

現在学習しているルールと方程式は、より単純で低周波の回路にも適用されます。新しいものを使用して、より単純な回路を解くことができます。より多くの情報を入手し、より複雑な方程式を解くだけです。

— JRE
ソース

LFではごくわずかな不完全な材料の寄生効果は、HFエンジニアに噛みつきます。

— amI

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小学校の科学も私たちに噛みつきます。電気は別の種類のエネルギーである、電子はエネルギーである、電子は光の速度で移動するという間違った考えは、ミセス・フリズルとビル・ナイが言いました。実際には、すべての回路は導波管であり、エネルギーは電磁界として外部に移動し、回路エネルギーはELF電波であり、電子はエネルギー波が回路全体に伝播するときにわずかに揺れ動きます。Xmitアンテナは電気を電磁場に変えません。すでに電磁場でした。「電気」はずっと光子でした。DC回路でさえ、EM場の波エネルギーを扱います。

— wbeaty

それで基本的に、私たちはずっと間違ったやり方で教えられてきました。

— AlfroJang80

3

@ AlfroJango80：全く逆ではありません。あなたは多くのことでうまくいく単純化を学びました。それはあなたがすぐにそれを使って作業できるほど単純で、有用であるほど十分に正確です。

— JRE

@wbeaty DC電流では、確かに<< cですが、電子は移動します。しかし、起動時の非DC電圧は常に存在していたため、それはまだ波であるため、フーリエ変換には常に周波数成分が含まれています。

— カールウィットソフト

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EMの基本的な法則は、マクスウェルの方程式です：

\nabla \cdot E = 4 π ρ

$\nabla \cdot \mathbf{E} = 4\pi\rho$

\nabla \cdot B = 0

$\nabla \cdot \mathbf{B} = 0$

\nabla \times E = - \frac{1}{c} \frac{\partial B}{\partial t}

$\nabla \times \mathbf{E} = -\frac{1}{c} \frac{\partial \mathbf{B}} {\partial t}$

\nabla \times B = \frac{1}{c} (4 π J + \frac{\partial E}{\partial t})

$\nabla \times \mathbf{B} = \frac{1}{c}\left( 4\pi\mathbf{J} + \frac{\partial \mathbf{E}}{\partial t}\right)$

それらは常にEMの基本法則でしたが、低い周波数では、これらの多次元微分方程式を解くのはかなり難しく、回路の理解をサポートするのに有益なことではありません。短い18gaワイヤーと長い0000ワイヤーの正味の差が目的の動作に関して0.0000001％である場合、ワイヤーに沿った伝搬の方程式を適切に解決するために対称性を呼び出す必要はありません。

したがって、人々はこれらの方程式を既に低周波のワイヤのような単純なケースに統合し、以前のクラスで与えられた方程式を見つけました。まあ、より正確には、これらの方程式を最初に見つけ、次にEMを深く掘り下げてMaxwellの方程式を見つけ、最終的に元の方程式がMaxwellの方程式と一致することを示しました。

個人的には、例を挙げてこれを探求するのが最善だと思います。有名な著書「高速デジタルデザインの芸術（サブタイトル：ブラックマジックのハンドブック）」から例を挙げたいと思います。彼らの紹介では、コンデンサの種類の選択がいかに重要であるかを指摘しています。彼らは、リード線が2本の平行線であるため、高速ではコンデンサがインダクタのように見えるという異常な主張をしています。平行線にはインダクタンスがあります。

インピーダンスの概念を使用すると、コンデンサに対する寄生インダクタンスの影響を計算できます。コンデンサのインピーダンスはで、インダクタのインピーダンスはです。寄生抵抗は今のところ無視しますが、多くの場合、これも重要な詳細です。それらを直列に配置すると、回路のインピーダンスがわかります。ご覧のとおり、高周波ではそのCL項が支配的になり始め、回路全体がインダクタのように見えます。低い周波数では、これを無視できます。高周波では、できません。 $\frac{-1}{\omega C}$ $\omega L$ $\frac{-1}{\omega C} + \omega L = \frac{\omega^2 CL - 1}{\omega C}$ $\omega^2CL \ll 1$

同様に、高周波では、ワイヤがEM放射を放出するという事実を無視することが難しくなります。低周波数では、この効果はささいなものですが、高周波数では、ワイヤ自体で大量の電力が消費されます。

— コートアンモン
ソース

Cort、@τεκの答えがさらに投票されたら、これを投票します。

— ロバートブリストージョンソン

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集中要素モデルに必要な仮定に違反しているためです。集中素子モデルを使用すると、デバイスや回路の物理的なレイアウトを考慮することなく、ノードで接続された抵抗などのデバイスを分析できます。

集中要素モデルは次のことを前提としています。

導体の外側の時間における磁束の変化はゼロです。

\frac{\partial ϕ_{B}}{\partial t} = 0

${\frac {\partial \phi _{B}}{\partial t}}=0$

導電性要素内部の電荷の時間変化はゼロです。

\frac{\partial q}{\partial t} = 0

${\frac {\partial q}{\partial t}}=0$

特徴的な長さ（ノードとデバイスの「サイズ」）は、対象の信号の波長よりもはるかに短いです。

L_{c} << λ

$L_c << \lambda$

— τεκ
ソース

なぜこの答えが山の頂上にないのかわからない。ルート質問に直接かつ正しく回答します。

— ロバートブリストージョンソン

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私は同意しますが、説明せずにこれらの方程式を列挙するだけでなく、キルホフの方程式がマクスウェルの方程式からどのように飛び出すかを見てみたいと思いました。Tom Leeの「Planar Microwave Engineering」の第2.3章は、これに関してかなりよく機能しています。

— divB

これはポイントに対する優れた回答ですが、ルールに違反した場合のLEMの複雑なモデルを定義するものではありませんが、他の回答がこの問題をカバーしています。

— Sparky256

従来の集中素子回路モデルが高周波で機能しない場合、連続した伝送ラインをシミュレートするために、より多くのランプを追加します。

— richard1941

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ここには多くの複雑な（そして正しい）答えがあります。簡単な例えを1つ追加します-射撃銃について考えます：

10 cmの距離では、弾丸の移動時間はちょうど距離/速度であり、ヒットポイントはバレルのxと同一線上にあります
10メートルの距離で、重力がターゲットを少し引き下げたので、弾丸がターゲットに当たったことがわかります。
20 mでは、重力の影響が大きくなるため、さらに調整する必要があります
100メートルでは、重力が考慮されていても、収まりません。どうして？はい、空気があり、弾丸も遅くなります。また、回転が垂直速度と組み合わさって片側の空気を圧縮し、弾丸がそこで踊っているので、弾丸は単に真っ直ぐに飛んでいる以外のすべてを行っていることもわかります。また、おそらく完全に均一ではないことがわかります。
1000メートルでは、まだ何か他のものがあることがわかります-はい、地球は回転しており、それも数えます
高く飛ばして、地上での飛行をそれほど速く終わらせないように、軌道上で発砲し、そこに射撃します-ここでもカウントすることがあります-私たちは月の重力も忘れました
さらに長い距離で見ると、太陽の重力だけでなく、太陽からの光もあります。これは、太陽を少し押し上げます。
また、非常に長い（星間）トレースでは、他の銀河の重力も（驚くべきことではありませんが）、鉛さえも放射能の減衰によって非常にゆっくりと他の化学元素に侵入するため、内部構造を変える時間があります

さて、これは非常に複雑になったので、開始時に10 cmの距離に戻りましょう。つまり、式time = distance / velocityが機能しないということですか？または、私たちの最終的な超複雑な式は機能しませんか？

両方とも機能します。計算にゆっくり追加した要素はすべて存在しているため、そのような短い距離でのみ差が非常に小さいため、測定することさえできません。したがって、「単純な」式を使用できます。これは完全に正確ではありませんが、いくつかの合理的な条件では、合理的な正確な結果（小数点以下5桁など）が得られます。私たちにとって興味深いスケールで（小数点以下5桁まで）正しいです。

同じことがDC、遅いAC、無線周波数、超高周波数にも当てはまります...各次は前のより正確なバージョンであり、各前は次の特別なバージョンであり、小さな違いが非常に小さいため、それらを捨てて、「十分な」結果を得ます。

— ギルハッド
ソース

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@ gilhadこの回答は、すべてのEE学生に読み、勉強する必要があります。

— analogsystemsrf

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私はそれが直接的な接続であることを意味します、私たちは自由空間を伝播するのに電磁波を使用していないので、波長やものは問題ではないでしょうか？

それは非常に間違った仮定です。信号が自由空間または導体を伝播する場合、信号は依然としてEM波であり、EM波のままです。法律は同じままです。

波長の長さの順番の接続（ワイヤ）では、「集中素子」アプローチを使用できなくなりました。「集中要素」アプローチは、接続が「理想的」と見なされることを意味します。波長のオーダー以上の距離にある高周波信号の場合、このアプローチは無効です。

EMの法則は、EM波が空間または導体を通過しても変化しないことを忘れないでください。両方の場合に適用されます。EM波は、自由空間または導体内のEM波のままです。

— ビンペルレキエ
ソース

はい。電線を介してAC電圧を送信する場合、EM波はまだ存在することを理解していますが、実際の電流の流れには寄与しません（反対のemfで少し減らすことは別として）。それでは、AC電流がそのワイヤを正常に流れているのに、なぜ低周波数モデルとDCモデルをすべて放棄する必要があるのでしょうか。AC源と負荷からの直接配線がある場合、短すぎる波長がどのように作用するかわかりません。

— AlfroJang80

「通常の」PCBで予想される最も高速な信号であっても、トラック全体の静電容量とインダクタンスを考慮すれば、集中モデルを適用できます。結局のところ、距離は小さいです。

— ジャンカ

4

@ AlfroJang80、ダイポールアンテナは、フィードからオープンエンドまでの直接ワイヤのペアです。それでも、無線RF信号を送受信できます。エネルギーを送受信しない非常に短いワイヤと、非常に効率的に送受信する4分の1波長ダイポールの間のどこかに、放射効果が重要であるが支配的ではない中盤がなければなりません。

— フォトン

3

@ AlfroJang80「電流」が「電子の動き」に過ぎない単純な状況を考えてください。何かがワイヤの最初の電子を動かし始めたら、何が次の電子を動かし、次のものと、それが長いワイヤであれば1km離れたものを動かしますか？答え、各電子の周りの電磁場。ただ、電池、スイッチ、および抵抗を持つ単純な回路であることを忘れてはいけないではないあなたが現在いるため、スイッチを開いたり閉じたりするとき瞬間に「DC回路」の変更が、あなたの最初のコースでDC回路に-分析では、その事実を無視します。

— アレフゼロ

2

@ AlfroJang80の電流は半分で、電圧は残りの半分です。それが鍵です。電流はEM波の磁性部分であり、電圧は電場部分です。「VI」は「EM」です。すべてのワイヤは導波管です！しかし、EM波が実際には個別の「E」、電圧、「M」電流であると言えば、これは無視できます。次に、DCボルト/アンペアのみに集中し、回路のEM波を無視します。しかし、DCでさえ0Hz（または0.0001Hz）の波です。回路物理学では、DCは存在せず、実際にはすべてが「電気」エネルギーがワイヤの外側を移動するだけの長い電子列によって導かれるEM波です。

— wbeaty

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それらは分解しませんが、立ち上がり時間が10％に近づくか、またはその波長のために負荷インピーダンス整合への伝搬遅延が重要です。負荷インピーダンスは、伝導または放射に関係なく、1/4波長のソースに反転します。

負荷が「伝送線路とソース」に対して整合したインピーダンスでない場合、反射はリターンロスと反射係数と呼ばれる係数に従って発生します。

これは、伝導EM波を実証するためにできる実験です。

10 cmの接地クリップを使用して、10：1スコーププローブで1 MHzの方形波をプローブすると、20 MHzの集中同軸共振が発生する場合があります。はい、プローブは50オームジェネレーターと一致しないため、10 nH / cmのアースリードと50 pF / mの特別なプローブ同軸に従って反射が発生します。まだ集中要素（LC）応答です。

10：1プローブを1 cm未満に減らして、長い接地クリップなしでピンの先端とリングだけにすることで、おそらく共振周波数が200 MHzのプローブとスコープの制限まで上昇します。

ここで、20 ns / mである1：1 1 m同軸を試してみてください。1：1プローブを使用した1 m同軸上の20〜50 MHzの方形波は、波長の1分の1で反射し、 50オームのスコープで終端。これは伝導EM波の反射です。

ただし、立ち上がり時間が1 nsの高速ロジック信号は25Ωのソースインピーダンスを持ち、300 MHzを超える帯域幅を持つため、オーバーシュートは測定誤差またはトラック長の反射との実際のインピーダンスの不一致になります。

ここで、空気の場合は3e8 m / s、同軸の場合は2e8 m / sで300 MHzの波長の5％を計算し、不整合の負荷からのエコーを引き起こす伝搬遅延時間を確認します。。これが、通常20〜50 MHzを超えるインピーダンスを制御する必要がある理由です。これは、リンギング、オーバーシュート、またはインピーダンス不整合に対する影響です。しかし、これがないため、ロジックには「0＆1」の間に大きなグレーゾーンがあり、リンギングを許容しています。

不明な単語がある場合は、調べてください。

— トニー・スチュワート・サニースキーガイEE75
ソース

@PeterMortensen ty

— トニースチュワートサニースキーガイEE75

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これは数回回答されていますが、私が個人的に最も目を開かせる理由は、トムリーの著書「Planar Microwave Engineering」（2.3章）から引用したものです。

他の応答で示されているように、ほとんどの人は、キルヒホッフの法則が、準静的な振る舞いが想定される特定の条件（集中政権）で保持される単なる近似であることを忘れています。これらの近似値はどうなっていますか？

自由空間でのマクスウェルの定理から始めましょう。

\nabla μ_{0} H = 0 (1) \nabla ϵ_{0} E = ρ (2) \nabla \times H = J + ϵ_{0} \frac{\partial E}{\partial t} (3) \nabla \times E = - μ_{0} \frac{\partial H}{\partial t} (4)

$\nabla \mu_0 H=0 \qquad(1) \\ \nabla \epsilon_0 E = \rho \qquad(2) \\ \nabla\times H=J+\epsilon_0 \frac{\partial E}{\partial t} \qquad(3) \\ \nabla\times E=-\mu_0 \frac{\partial H}{\partial t} \qquad(4) \\$

式1は、磁場に発散がなく、したがって磁気単極子がないことを示しています（私のユーザー名に注意してください！;-)）

式2はガウスの法則であり、電荷（単極子）があると述べています。これらは電界の発散の原因です。

式3は、マクスウェルの修正を加えたアンペアの法則です。通常の電流と時間とともに変化する電場が磁場を生成することを示しています（後者はコンデンサーの有名な変位電流に対応します）。

式4はファラデーの法則であり、磁場の変化が電場の変化（カール）を引き起こすと述べています。

この議論では式1-2は重要ではありませんが、式3-4は、波の振る舞いがどこから来るかを答えます（そしてMaxwellの式は最も一般的であるため、DCを含むすべての回路に適用されます）：Eの変化はHのチャンスを引き起こしますEの変更などを引き起こします。は、波の振る舞いを生成する結合項です！

ここで、mu0がゼロであると仮定します。その場合、電界はカールフリーであり、電位の勾配として表すことができます。これは、閉じた経路の周りの線積分がゼロであることも意味します。

V = \oint E d l = 0

$V = \oint E dl = 0$

出来上がり、これはキルヒホフの電圧法則の単なるフィールド理論的表現です。

同様に、epsilon0をゼロに設定すると、

\nabla J = \nabla (\nabla \times H) = 0

$\nabla J = \nabla (\nabla \times H) = 0$

これは、Jの発散がゼロであることを意味します。これは、どのノードにも（正味）電流が蓄積されないことを意味します。これは、キルヒホフの現行法に他なりません。

実際には、epsilon0とmu0はもちろんゼロではありません。ただし、それらは光の速度の定義に表示されます。

c = \sqrt{\frac{1}{μ_{0} ϵ_{0}}}

$c = \sqrt{\frac{1}{\mu_0 \epsilon_0}}$

光の速度が無限であれば、結合項は消滅し、波の挙動はまったくなくなります。ただし、システムの物理的寸法が波長と比較して小さい場合、光速度の有限性は顕著ではありません（同様に時間の膨張が常に存在しますが、低速では気付かないため、ニュートン方程式はアインシュタインの相対性理論）。

— divB
ソース

なぜそれほど賛成票が少ないのですか？私はこの答えが好きです。

— Neil_UK

1

電気信号は、ワイヤ（およびPCBトレース）を伝搬するのに時間がかかります。常に真空または空気を通過するEM波よりも遅い。

たとえば、CAT5eケーブルのツイストペアの速度係数は64％であるため、信号は0.64cで移動し、ナノ秒で約8インチ移動します。電子コンテキストによっては、ナノ秒は長い時間です。たとえば、最新のCPUのサイクル。

有限サイズの導体の構成には、インダクタンスとキャパシタンス、および（通常）抵抗があるため、より細かいレベルの集中コンポーネントを使用して近似できます。ワイヤを20個の直列インダクタで置き換え、抵抗を20個のコンデンサでグランドプレーンに置き換えます。波長が長さに比べて非常に短い場合は、200または2000または..が必要になる場合があります。ワイヤに厳密に近似するものは何でもかまいません。伝送線路理論など、他の方法は魅力的になります。。

KVL、KCLのような「法則」は、適切な条件下で現実を非常に正確に近似する数学的モデルです。Maxwellの方程式などのより一般的な法則がより一般的に適用されます。Maxwellの方程式がもはやあまり正確でない状況（おそらく相対論的）があるかもしれません。

— スペロペファニー
ソース

2

Maxwellの方程式は、相対論的変換のもとで不変になるように変更できます（ローレンツ–フィッツジェラルド）。ドイツ語を読んでいるなら（私もそうです）、これはおそらく、私がすぐに見つけることができる変換された方程式の最良の短い概要です。私もこれが好きです。

— ジャンク

1

それはある波。ここで行われているのと同じことは、電子がよりゆっくりと「移動する」にもかかわらず、「電気が光の速度で移動する」という方法について言及されたときと同じものです。実際には、ほとんどの導電性材料の光速の約2/3（IIRC）であるため、約200,000 km / sです。特に、たとえば、スイッチを投げるとき、回路に電磁波を送り、電子を動かします。それはその場合の「ステップ」波です-その背後の場は安定して高く、その前はゼロですが、一度通過すると電子は移動します。波は自由空間よりも遅い速度で媒体内を移動しますが、依然として媒体を通過します。そのため、光はガラスを通過することができます。

この場合、電圧源は絶えず前後に「ポンピング」しているため、同じように同じ速度で移動する振動波を設定しています。60 Hzのような低周波数では、これらの波の長さは人間のスケールでの単一のデバイスのスケールよりもはるかに長くなります。つまり、特定の周波数では約3000 km（200 000 km / s *（1/60 s））、通常のハンドヘルドPCBの場合は0.1 m（100 mm）であり、約30 000 000：1のスケール係数を意味するため、定期的に変化する均一な電流として扱うことができます。

一方で、6 GHz（つまり、通信伝送技術のようなマイクロ波RFアプリケーション）に移行すると、波長は1億倍、つまり30 mm短くなります。それは回路の規模よりもはるかに小さく、波は重要です、そして今、あなたは何が起こっているのかを理解するために、より複雑な電気力学的方程式が必要です」とキルヒホフはマスタードをもうカットしません:)

— The_Sympathizer
ソース

1

簡単な答え：回路図に描かれていない寄生成分が役割を果たすようになるため：

コンデンサの直列抵抗（ESR）と直列インダクタンス、
表皮効果によるワイヤの抵抗増加、
インダクタの並列減衰（渦電流）と並列容量、
電圧ノード間の寄生容量（たとえば、「グランド」を含むPCBトレース間の）
電流ループの寄生インダクタンス、
電流ループ間の結合インダクタンス、
コンポーネントの配置のランダムな極性に依存する可能性のある、シールドされていないインダクタ間の磁場の結合
...

これはEMCのトピックでもあり、実際に現場で機能する回路を構築する場合に非常に重要です。

また、何が起こっているのかを測定することさえできないとしても驚かないでください。MHz程度を超えると、オシロスコープのプローブを適切に接続することが技術になります。

— ステッセンJ
ソース

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あなたはあなたの質問に対する多くの優れた答えを持っているので、私はすでに言われたことを繰り返すつもりはありません。

代わりに、さまざまな答えに対するあなたのコメントに対処しようとします。あなたが投稿したコメントから、あなたは回路を支配する物理法則の基本的な誤解を持っているようです。

「ワイヤ内の電子の移動」は、EM波とはまったく関係のないものだと思われるようです。そして、EM波は特定の状況またはシナリオでのみ作用します。これは基本的に間違っています。

他の人が言ったように、Maxwellの方程式（これからのME）は、問題を真に理解するための鍵です。これらの方程式は、量子現象を除き、人類に知られているすべてのEM現象を説明できます。そのため、非常に幅広い用途があります。しかし、それは私がしたい主な点ではありません。

何を理解しておくべきことは電荷（例えば電子は、）、生成することで、電気だけで彼らの存在そのものによって、彼らの周りのフィールドを。そして、それらが移動する場合（つまり、電流の一部である場合）、磁場も生成します。

進行中の EM波（一般の人々が通常EM "波"と理解するもの）は、空間（ "真空"）または他の物理的媒体を横切る電場および磁場の変動の単なる伝播です。

基本的にそれは私が言うことです。

さらに、MEは、フィールドが変化するたびに（電気的または磁気的である）、「自動的に」他のフィールドが存在することを伝えます（そして、それも変化します）。そのため、EM波は電磁気と呼ばれます。（時間）変化する電場は、（時間）変化する磁場の存在を意味し、逆もまた同様です。変化するMフィールドなしでは変化するEフィールドは存在できず、対称的に、付随する変化するEフィールドなしでは変化するMフィールドは存在できません。

これは、回路に電流があり、この電流がDCでない場合（静磁場のみを生成する場合）、電流の経路を囲むすべての空間にEM波が発生することを意味します。「すべての空間で」と言うとき、私は「すべての物理的空間」を意味します、その身体がその空間を占めるかどうかに関係なく。

もちろん、物体の存在は、電流によって生成されるEM場の「形状」（つまり特性）を変化させます。実際、コンポーネントは、制御された方法でその場を変えるように設計された「物体」です。

あなたの推論の混乱は、集中したコンポーネントがフィールドがゆっくり変化しているという仮定の下でのみうまく動作するように設計されているという事実から来るかもしれません。これは、技術的には準静的フィールドの仮定と呼ばれます。フィールドは、真のDC状況に存在するフィールドに非常に似ているため、非常にゆっくりと変化すると仮定されます。

この仮定は劇的な単純化につながります。キルヒホッフの法則を使用して、かなりのエラーなしに回路を分析できるようにします。これは、コンポーネントおよびPCBトラックの周囲および内部にEM波がないことを意味するものではありません。確かにあります！良いニュースは、回路の設計と解析を目的として、それらの動作を電流と電圧に有効に低減できることです。

— ロレンツォ・ドナティがモニカをサポート
ソース

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あなたは本当に2つの質問をしている：1）高周波ACで「なぜ基本的な回路法則が崩壊するのか」。2）「実際の物理的なワイヤ...」

最初の質問は以前の回答で説明しましたが、2番目の質問は、あなたの心が「電子の移動」から「電磁波の移動」に移行していないと信じさせます。

EM波の生成方法に関係なく、それらは同じです（振幅と周波数を除く）。それらは、光の速度で「直線」に伝播します。
それらがワイヤを流れる電荷によって生成される特定のケースでは、波はワイヤの方向に従います！
常に、移動料金を処理する場合、EM波を処理しています。ただし、回路のサイズに対する波長の比率が十分に高い場合、2次以上の効果は十分小さいため、実用上は無視できます。

私はワイヤが唯一のに役立つことが明らかであると思います直接その性質をEM波を、というよりも変更。

— ギル
ソース

素晴らしい！それはまさに私の懸念でした。

— AlfroJang80

最後に一つだけ。そのため、低周波ACでは、電子が前後に動いており、これにより伝播する電磁波が生成されます。しかし、低周波のため、これらの波に含まれるエネルギーの量は無視できるため、それらを考慮するかどうかは関係ありません。高周波ACでは、これらのエマグ波にはより多くのエネルギーが含まれるようになり、回路のさまざまなポイントで電圧波形と電流波形も遅延することに注意する必要があります。あれは正しいですか？

— AlfroJang80

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電気に対する考え方を変える必要があります。この概念は、空の空間で振動する電子と考えてください。DCでは、振動は同じ一般的な方向ベクトルで電子を押し出し、移動させます。高周波では、変位はより高いレートでよりランダムに多くの方向に発生し、電子を変位させるたびに何かが発生します。ここおよびテキストでリストされている方程式を使用すると、何が起こるかをモデル化できます。エンジニアリングしているときは、モデルを作成し、何が起こっているかのパターンを特定し、それを使用して問題を解決しようとしています。

— ダブルE CPU
ソース