40883

Класифікація електромагнітних явищ

Лекция

Физика

Рівняння магнітостатики: рівняння електростатики: . Рівняння магнітостатики має місце і там де . Звідси тобто звідки одержуємо рівняння Лапласа: з урахуванням заряду Пуасона: без.

Украинкский

2013-10-22

165 KB

1 чел.

Лекція 2

Класифікація електромагнітних явищ

Існують загальні підходи для спрощення:

  1.  Рівняння стаціонарного електромагнітного поля. Інколи можна розглядати постійні струми. При цьому в рівнянні (*) зникають похідні: Приклад використання: розрахунок наводок.
  2.  Розглянемо систему рівнянь у вакуумі, де . Рівняння магнітостатики: , рівняння електростатики: . Рівняння магнітостатики має місце і там, де .Рівняння Максвела нехвильове. Хвильовим воно стає в однорідному ізотропному середовищі. Звідси  тобто  звідки одержуємо рівняння Лапласа: (з урахуванням заряду), Пуасона: (без).
  3.  Квазістатичне наближення: , - розмір об’єкту. Тоді рівняння Максвела спрощуються. Розглянемо метал: там просторові переходи дуже швидко зростають (швидке затухання) тобто частинними похідними можна знехтувати.
  4.  Для монохроматичного лінійного поля можна використати метод комплексних амплітуд: позбавляємося частинних похідних тобто спрощуємо рівняння Максвела. Рівняння ЕМП в комплексній формі будемо розглядати лише для лінійних рівнянь, хоча існує метод і для нелінійних. Розглянемо рівняння:. Зробимо наступну заміну:, та аналогічно . Підставивши отримаємо: , прирівнявши коефіцієнти отримуємо: - ми спростили рівняння. Для того, щоб записати лінійне ДР у комплексних амплітудах, потрібно: а) замість дійсних змінних записати комплексні змінні; б) замість похідних по часу треба записати . Для того щоб знайти розв’язок рівняння, потрібно розв’язати спрощене рівняння, а потім знайти реальну частину від одного з виразів:  або . Часто рівняння записують з урахуванням того, що хвильовий вектор , де . Надалі ми будемо працювати в комплексних амплітудах.

Було б зручно звести рівняння Максвела до хвильових, але це можна зробити лише у деяких випадках, які і розглянемо.

Плоскі хвилі

Розглядатимемо плоскі хвилі в однорідному ізотропному середовищі.

Задача: знайти характеристики плоскої хвилі в такому середовищі.

Розв’язок: 

  1.  Обираємо декартову систему координат;
  2.  Рівняння Максвела: ; де . У плоскої хвилі на хвильовому фронті амплітуда і фаза однакова. Нехай хвиля розповсюджується в напрямку , то . Отримаємо  (з ). Розв’язок отриманог рівнянння осцилятора: .

Перейдемо до справжньої компоненти поля:  де - рівняння хвильового фронту (фаза ). Цей фронт розповсюджується зліва направо. Якби ми взяли замість компоненту , то одержали б - фронт, що рухається справа наліво.

Розглянемо .

. ; , тобто маємо дійсно праву трійку . Оскільки , то .

Таким чином у плоскій хвилі  і залежні величини: якщо одне з них задане, то друге визначається лише серидовищем (див. *). Це в СГСЕ, в інших системах по іншому. Наприклад, в СІ у вакуумі 377 (Ом) – опір вільного простору (хвильовий опір простору).

Затухання електромагнітних хвиль (ЕМХ).

Нехай вздовж осі розповсюджується ЕМХ: ; тут  . Розглянемо в середовищі, де , (найрозповсюдженіший випадок); . Тоді . З’явилася дійсна величина в експоненті. Тобто кожна хвиля затухає.


x

z


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

5580. Подшипники качения 113.5 KB
  Отличие подшипников качения от подшипников скольжения. В любом механизме или машине различают два типа подвижных опор: опоры с трением скольжения и опоры с трением качения. В первом случае происходит взаимное перемещение и взаимодействие рабочих пов...
5581. Изучение свойств памяти 55 KB
  Изучение свойств памяти Цель работы:исследование динамики процессов запоминания выявление преобладающего вида образной памяти (зрительная, слуховая). Материалы:Методики для исследования памяти: Динамический тест памяти Таблицы с образам...
5582. Обоснование и расчет искусственного освещения помещения здания закусочной 98 KB
  Обоснование и расчет искусственного освещения помещения здания закусочной Задание 1. Требования руководящих документов по вопросам производственной санитарии и гигиены труда 2. Анализ опасных и вредных факторов при строительстве и эксплуатации здани...
5583. Уголовная статистика и изучение преступности 93.5 KB
  Правовая статистика охватывает широкий круг проблем, связанных с негативными явлениями в обществе. Изучает различного рода преступления и правонарушения, такие как: бандитизм, ограбление, изнасилование, проституция...
5584. Материалы и изделия, получаемые спеканием и плавлением. Керамика 207 KB
  Материалы и изделия, получаемые спеканием и плавлением 1. Керамические материалы. Общие сведения Керамика - собирательное название широкой группы искусственных каменных материалов, получаемых формованием из глиняных смесей с минеральными и ...
5585. Магнитное поле в вакууме 30 KB
  Магнитное поле в вакууме: Взаимодействие токов осуществляется через поле, называемое магнитным. Из опытов следует, что оно имеет направленный характер и должно характеризоваться векторной величиной, называемой магнитной индукцией (В), аналогич...
5586. Строительное материаловедение. Курс лекций 906.5 KB
  Строительное материаловедение Лекция. Строение атома Уважаемые слушатели мы приступаем к изучению курса Строительное материаловедение. Лекции, которые будут прочитаны в течение данного семестра, помогут Вам разобраться в физико-химической сущност...
5587. Проблема выбора хозяйственных решений в условиях ограниченности ресурсов 193.5 KB
  Центральная проблема экономики - проблема выбора хозяйственных решений в условиях ограниченности ресурсов. Простейшая модель функционирования экономики - Граница производственных возможностей - позволяет проиллюстрировать решение основных з...
5588. Закон сохранения импульса 36.5 KB
  Закон сохранения импульса Для простоты рассмотрим движение системы, состоящей из трех точек, на каждую из которых действуют внутренние силы fik и внешние - Fi , где индекс i представляет номер точки. Уравнения движения для каждой точки имеют в...