¿Cuáles son el mecanismo y los efectos de la no linealidad en una barrera atenuante en presencia de un campo EM de alta intensidad?

Tengo entendido que en electromagnetismo, si un dispositivo atenuador funciona linealmente, significa que 1) las intensidades de las señales de entrada y salida son proporcionales; y 2) entrada f = salida f. ¿Qué tan precisa y completa es esta definición?

También tengo entendido que una barrera atenuante puede volverse no lineal en presencia de un campo EM de alta potencia (p. ej., 50 kV/m, 133 A/m). ¿Por qué/cómo ocurre esto? ¿Qué propiedades del material de la barrera afectan esto (p. ej., permitividad, permeabilidad, propiedades ferromagnéticas, etc.)?

También tengo entendido que la no linealidad hace que la atenuación de una barrera aumente o disminuya por la frecuencia, según el detalle de la no linealidad. ¿Qué se entiende por "el detalle de la no linealidad"? ¿Por qué/cómo la no linealidad hace que la atenuación aumente o disminuya en una frecuencia? En otras palabras, ¿qué propiedades del material determinan si la atenuación aumenta o disminuye?

En realidad, si la definición de linealidad en el primer párrafo anterior está bien, entonces creo que entiendo, al menos parcialmente, por qué la no linealidad puede causar que la atenuación aumente o disminuya en una frecuencia. Si la no linealidad implica un cambio de frecuencia, la atenuación aumentaría en la frecuencia de entrada y disminuiría en la frecuencia de salida. Si la no linealidad implica un cambio en la proporcionalidad de las intensidades de las señales de entrada y salida, dependiendo de cómo cambie la proporción, la atenuación aumentará o disminuirá. ¿Tengo este derecho?

Esta es una reescritura de esta pregunta , que se tituló y se redactó de manera deficiente. Sin embargo, la respuesta de Selvek fue útil. Le habría pedido una aclaración, pero no parecía tener sentido contribuir más a una pregunta poco clara que pierde lo que tenía la intención de preguntar y eso invita a votar a favor. Entonces, volver a preguntar parecía una buena solución. Disculpas si este no es el procedimiento correcto. Soy nuevo aqui. Pedí ayuda a un moderador, pero aún no he recibido una respuesta.

"La forma de onda también es idéntica" es incorrecta. Una onda sinusoidal a una frecuencia fija se verá igual (ignorando la amplitud), pero puede estar desfasada. Las formas de onda más complejas pueden verse muy diferentes, porque la amplitud puede ser diferente para diferentes frecuencias. Considere una onda cuadrada a través de un filtro de paso bajo RC.
@spehro, gracias por esa aclaración. ¿Sería más correcto decir que en un dispositivo lineal, las formas de onda complejas son idénticas?
@spehro, en realidad, ¿podría aclararlo? ¿Podría proporcionar una mejor definición de linealidad?
Solo las ondas sinusoidales salen con la misma forma, en general. Busque la definición de LTI (Linear Time Invariant).
@spehro, Ah, lo siento. No importa. Entiendo lo que dices. Eliminaré el punto 3 de mi definición en el párrafo 1. Gracias de nuevo.

Respuestas (1)

Las propiedades de los materiales no lineales son muy variadas y dependen del propósito.

Para los campos magnéticos, la ferrita, el cobalto, etc. son todos lineales hasta que comienzan a saturarse, luego el coeficiente "mu" (permeabilidad) puede caer a un valor de pendiente bajo. Esto se vería así.ingrese la descripción de la imagen aquí

Éste es empinado cuando es lineal y plano equivalente al aire (mu=1) cuando está saturado.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Si mu es alto = 10k y cae a 1, entonces es una reducción bastante significativa en la inductancia y los efectos de protección se vuelven transparentes. Pero en realidad esto requeriría un campo H muy alto como una explosión nuclear. Entonces, necesita materiales mu más bajos que no se saturen tan fácilmente como las paredes gruesas de concreto húmedo.

Todo depende de la aplicación.

Hay muchas otras propiedades no lineales, como el tiempo de subida y el efecto de apertura de una guía de ondas con efectos de inversión de impedancia de 1/4 de longitud de onda.

Gracias por una gran respuesta. Entonces, a partir de este gráfico , me parece que el acero de tungsteno, el acero magnético, el hierro fundido y el cobalto son casi iguales en su tendencia a permanecer relativamente lineales en un campo H alto. ¿Está bien?
¿Cuáles son el mecanismo y los efectos de la no linealidad en una barrera atenuante en presencia de un campo EM de alta intensidad?
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