На головну

Щільність струму зміщення в даній точці простору дорівнює швидкості зміни вектора електричного зміщення в цій точці.

  1. I. Насамперед розглянемо особливість суджень залежно від ізмененіясуб'екта.
  2. III. 10.3. сприйняття простору
  3. N-мірність простору
  4. V.5. Правові зміни в статусі осіб
  5. А) Зміни клімату
  6. А. Ідентифікація епідурального простору.
  7. А. Зміни клімату.

Струм зміщення крізь довільну поверхню S:

.

Яке ж напрямок векторів и  ? Визначимо це за допомогою рис.4.3.

 
 

На рис. 4.3 а струм зображений поточним від правої обкладки конденсатора до лівої. Якщо конденсатор заряджається, отже, поле між обкладинками посилюється, величина електричного зміщення збільшується. Останнє означає, що  , Тобто вектори и  спрямовані в одну сторону.

При розрядці конденсатора (рис.4.3 б) струм починає текти в протилежну сторону, і поле в конденсаторі послаблюється. напрямок векторів и  зберігається, але вони з часом зменшуються за величиною і тепер приріст  стає негативним, тобто  . вектори и  спрямовані в протилежні сторони. Таким чином, в кожному з розглянутих випадків направлення  , А отже, і вектор щільності струму зміщення  збігається з напрямком вектора щільності струму провідності  . Струм зміщення має здатність створювати в навколишньому просторі магнітне поле. Напрямок силових ліній поля (з урахуванням правила правої руки) показано на рис.4.3.

Струм зміщення, таким чином, з'являється там, де є змінюється в часі електричне поле. Тому він існує не тільки в вакуумі і в діелектриках, але і всередині провідників, по яких проходить змінний електричний струм. Однак в таких випадках він дуже малий у порівнянні з струмом провідності.

4.4. Друге рівняння Максвелла. @

Максвелл ввів поняття повного струму. Щільність повного струму

.

У замкнутих ланцюгах змінного струму повний струм завжди замкнутий, на кінцях провідника обривається лише струм провідності, а в діелектрику і в вакуумі між кінцями провідника є струм зміщення, який замикає ланцюг змінного струму.

Користуючись новими введеними поняттями, Максвелл узагальнив закон повного струму (теорему про циркуляцію вектора Н). Раніше він мав вигляд  . Максвелл замінив струм провідності I на повний струм крізь поверхню S, обмежену контуром L:

.

Тоді узагальнена теорема про циркуляцію вектора  набирає вигляду

.

Це і є друге рівняння Максвеллав інтегральної формі: циркуляція вектора напруженості магнітного поля уздовж довільного замкнутого контуру дорівнює повному струму, охоплених цим контуром. Рівняння показує, що магнітні поля можуть породжуватися або електричними струмами, або змінними електричними полями.

4.5. Система рівнянь Максвелла в інтегральній формі. @

Отже, перше рівняння Максвелла має вигляд

.

Друге рівняння Максвелла

.

Третє рівняння Максвелла - Це вже знайома нам теорема Гаусса для вектора електричного зміщення:

,

де q - сумарний заряд в об'ємі, обмеженому поверхнею S.

Четверте рівняння Максвелла - Це теорема Гаусса для магнітного поля В, також отримана нами раніше:

.

Якщо досліджувані середовища несегнетоелектріческіе, неферомагнітними і ізотропні, між величинами індукції і напруженості магнітного і електричного полів, а також між щільністю струму і напруженістю електричного поля існують лінійні залежності:

Ці залежності, що характеризують електричні та магнітні властивості середовища, називаються іноді матеріальними рівняннями.

Рівняння Максвелла несиметричні щодо електричного і магнітного полів. Це пов'язано з тим, що електричні заряди існують в природі, а магнітних зарядів не існує.

Якщо електричне та магнітне поля стаціонарні, тобто постійні в часі, то рівняння Максвелла приймають вид:

В даному випадку джерелами електричного поля є тільки електричні заряди, а магнітних полів - тільки струми провідності. Електричне і магнітне поля тепер не залежать один від одного, що дозволяє вивчати їх окремо.

4.6. Електромагнітне поле. Електромагнітні хвилі. @

Отже, електричні і магнітні поля нерозривно пов'язані один з одним. Теорія, створена Максвеллом, дозволила йому передбачити існування електромагнітного поля - Особливої ??форми матерії, за допомогою якої здійснюється взаємодія між зарядженими частинками і струмами.

Електромагнітне поле нерухомих або рівномірно рухомих заряджених частинок нерозривно з ними

 
 

 вектори и  перпендикулярні один одному і напрямку поширення хвилі, як показано на рис.4.4.

Електромагнітні хвилі пронизують все навколишнє нас простір. В першу чергу це світло, а також радіохвилі, теплове випромінювання, ультра-фіолетове, рентгенівське і ?-випромінювання. Всі ці електромагнітні хвилі розрізняються по довжині хвилі і, відповідно, по частоті, як показано в табл.4. 1.

Таблиця 4.1. Шкала електромагнітних хвиль

 Електромагнітні хвилі  Порядок довжини хвилі, м  джерела випромінювання
 радіохвилі  107-10-1  Генератори радіохвиль різних частот
 інфрачервоні хвилі  10-1-10-4  Теплове випромінювання молекул, Сонце
 видиме світло  10-7  Сонце, атоми, молекули
 Ультрафіолетовиеволни  10-7-10-9  Сонце, зірки, високотемпературна плазма, атоми і молекули
 рентгенівські хвилі  10-9-10-11  атомні процеси
 ?-промені  10-12  Ядерні процеси, радіоактивний розпад, космічні процеси

Застосування електромагнітних хвиль в науці, техніці та повсякденному житті дуже різноманітно. Найдовші електромагнітні хвилі - радіохвилі використовуються для радіо- і телевізійних трансляцій, радіотехніки, радіолокації, радіонавігації, радиоспектроскопии і т.д. Інфрачервоне випромінювання застосовують при аналізі і структурних дослідженнях різних речовин, спектрів далеких зірок і атмосфери планет, при вимірах теплового балансу Землі. У промислових цілях ІК випромінювання використовують для сушки деревини, лакофарбових покриттів. Ультрафіолетові хвилі знаходять застосування в світлотехніці, хімічних технологіях і медицині, оскільки мають значну біологічну активність. Обробка ІК і УФ променями лежить в основі сучасних методів консервування харчових продуктів. Рентгенівське випромінювання, завдяки його високій проникаючої здатності, також широко використовують в медицині, науці і техніці.

Отже, нами розглянуто основи магнитостатики і основні електричні та магнітні явища, що відбуваються з постійними і змінними струмами, що спочивають або рівномірно рухомими зарядами. Викладена електромагнітна теорія, що дозволяє знайти електричні і магнітні поля для будь-яких точок простору і будь-якого моменту часу. Значення цієї теорії величезна, так як в більшості фізичних явищ переважають електромагнітні взаємодії.


[1] Самофракийские кільця - це залізні кільця з золотим обідком



1   2   3   4
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати