3 RĂłwnania pola elektromagnetycznego.pdf

(813 KB) Pobierz

3. Równania pola elektromagnetycznego

2008-10-06

3Równaniapola

elektromagnetycznego

Oddiaływaniepolaelektromagnetycnegomaterią

Poleelektromagnetycnejetopiywaneawycajapomocą

natpujących5pólwektorowych

• gtociprądu J,

• natżeniapolaelektrycnego K,

• natżeniapolamagnetycnego H,

• indukcji elektrycznej D,

• indukcji magnetycznej B.

Wytpowaniepolaelektromagnetycnegojetwykrywaneporednio–apomocą

jegooddiaływaniaenergetycnegootacającąmateriąSiłajakąpolediałana

wobodnyładunekqporuającyiprdkocią v (iłaLorenta)

jetokrelonaworem

[ K ] = V/m

[ B ] = Vs/m 2

Ładunekqmuibyddotatecniemały,równieżweniejegoromiarów

geometrycnych,abymożnabyłomówidopunktowymoddiaływaniuŁadunek

elektrycnyjetwielkociąkwantowaną–najmniejymożliwyładunektoładunek

elektronu q e =16·10 -19 C .

PawełWitcak,TEORIPOLELEKTROMGNETYCZNEGO,WEEIPŁ,2008

2

1

26443071.051.png

26443071.062.png

2008-10-06

Dowiadceniampere’a i Faraday’a

Wpółcenateoriapolaelektromagnetycnegowywodiiundamentalnych

ekperymentówpreprowadonychprempere’a i Faraday’a

Dowiadczeniempere’a.

Prepływprąduelektrycnegowprewodniku

- ruchładunkuqprdkocią v , powoduje

powstanie pola magnetycznego H wokół

przewodnika.

H

q v

v

K

DowiadczenieFaraday’a.

Zmianapolamagnetycnegowewnątr

obwodu elektrycznego - np. ruch magnesu

prdkocią v , powoduje powstanie pola

elektrycznego K na zaciskach obwodu

PawełWitcak,TEORIPOLELEKTROMGNETYCZNEGO,WEEIPŁ,2008

3

Pole elektryczne w dielektryku

Dielektrykiemnaywamyciało,którenieprewodiprąduelektrycnego

cyliokonduktywnoci =0 S/m. Umieszczenie dielektryka w polu elektrycznym

powodujenienacnepreuniciepretrenneładunkucątecekdielektryka

wtakipoób,żeelementarneładunkidodatniiujemnyąwgldemiebie

preuniteopewienodcinek l –eektdiałaniaiłyLorenta

Takiukładładunkównaywamydipolem,

któregomoment p e jetrównyq l. Objtociowa

gtodelektrycnegomomentudipolowego

jest nazywana wektorem polaryzacji elektrycznej P e

-q

l

+q

Włanocimaterialneokrelawiąekpomidywektoramipolaryacjiinatżeniapola

(dlarodowikiotropowych)

gdzie

0 –prenikalnodelektrycnapróżni,*C/Vm ]

–podatnodelektrycna,*- ]

PawełWitcak,TEORIPOLELEKTROMGNETYCZNEGO,WEEIPŁ,2008

4

2

26443071.067.png

26443071.068.png

26443071.001.png

26443071.002.png

26443071.003.png

26443071.004.png

26443071.005.png

26443071.006.png

26443071.007.png

26443071.008.png

26443071.009.png

26443071.010.png

2008-10-06

Wektor indukcji dielektrycznej

Indukcjądielektrycną D naywamyumwektorów

Podtawiającależnociokrelającewektorpolaryacjielektrycnejmamy

r noinawwgldnejprenikalnocielektrycnej

Włanocidielektrycnemateriałówmającychbudowkrytalicną,npkwarc,

ależąarównoodkierunkudiałaniapola K , jak i od kierunku obserwacji (pomiaru)

pola D Materiałytakieąnaywaneaniotropowymiarównaniewiążącewektory K, D

jest w postaci macierzowej

Daleroważaniadotycydbdąwyłącnierodowikiotropowych,

tzn. ij = 0 dla i j oraz ii = r 0 .

PawełWitcak,TEORIPOLELEKTROMGNETYCZNEGO,WEEIPŁ,2008

5

Pole magnetyczne

Oddiaływaniepolamagnetycnegomateriąpoleganamianierokładupolawpróżni

po wprowadzeniu w pewien obszar przestrzeni elementu materialnego.

Dipolem magnetycznym nazywamy pole magnetyczne

pochodąceodelementarnegokonturu l

ogranicającegopowierchni S ( l )

iwiodącegoprąd i. Momentem magnetycznym

dipola naywamywyrażenie p m =i S u n S

H

i

S

u n S

Objtociowagtodmagnetycnego

momentu dipolowego jest nazywana

wektorem polaryzacji magnetycznej P m

Włanocimaterialneokrelawiąekpomidywektoramipolaryacjiinatżeniapola

(dlarodowikiotropowych)

gdzie

0 –prenikalnodmagnetycnapróżni,*Vs/Am ]

m –podatnodmagnetycna,*- ]

PawełWitcak,TEORIPOLELEKTROMGNETYCZNEGO,WEEIPŁ,2008

6

3

26443071.011.png

26443071.012.png

26443071.013.png

26443071.014.png

26443071.015.png

26443071.016.png

26443071.017.png

26443071.018.png

26443071.019.png

26443071.020.png

26443071.021.png

26443071.022.png

26443071.023.png

26443071.024.png

26443071.025.png

26443071.026.png

26443071.027.png

26443071.028.png

26443071.029.png

26443071.030.png

2008-10-06

Wektor indukcji magnetycznej

Indukcjąmagnetycnej B naywamyumwektorów

Podtawiającależnociokrelającewektorpolaryacjimagnetycnejmamy

r noinawwgldnejprenikalnocimagnetycnej,a 0 = 4 10 -7 H/m

jetprenikalnociąmagnetycnąpróżni,

Materiałyerromagnetycnemająbudowkrytalicną,dlategoichwłanoci

magnetycneależąarównoodkierunkudiałaniapola H , jak i od kierunku obserwacji

(pomiaru) pola B Materiałytakieąnaywaneaniotropowymiarównaniewiążące

wektory H, B jest w postaci macierzowej

Daleroważaniadotycydbdąwyłącnierodowikiotropowych,

tzn. ij = 0 dla i j oraz ii = r 0 .

PawełWitcak,TEORIPOLELEKTROMGNETYCZNEGO,WEEIPŁ,2008

7

Materiałymagnetycne(1)

Wależnociodwartocipodatnocimagnetycnej m materiałydielimyna

• diamagnetyki ( m < 0) – np. woda m = -9·10 -6 ,łoto m = -34·10 -6 , grafit m = -200·10 -6

• paramagnetyki (0 < m << 1) – np. tlen m =2·10 -6 , aluminium m =20·10 -6 ,

wolfram m = 78 10 -6

• ferromagnetyki ( m >> 1) –żelao m =5·10 3 , nikiel m =06·10 3 , kobalt m =03·10 3

topynabaieżelaainikluorażelaaikobaltumogą

miedpodatnodrdunawet m =20·10 3

Wobliceniachtechnicnychpryjmujei,żepodatnodmagnetycna

diamagnetykówiparamagnetyków jetrównaeru .

H

Równomierneewntrnepole H

H

paramagnetyk

ferromagnetyk

PawełWitcak,TEORIPOLELEKTROMGNETYCZNEGO,WEEIPŁ,2008

8

4

26443071.031.png

26443071.032.png

26443071.033.png

26443071.034.png

26443071.035.png

26443071.036.png

26443071.037.png

26443071.038.png

26443071.039.png

26443071.040.png

26443071.041.png

26443071.042.png

26443071.043.png

26443071.044.png

26443071.045.png

26443071.046.png

26443071.047.png

26443071.048.png

26443071.049.png

26443071.050.png

26443071.052.png

26443071.053.png

26443071.054.png

26443071.055.png

26443071.056.png

26443071.057.png

26443071.058.png

26443071.059.png

2008-10-06

Materiałymagnetycne(2)

Materiałymagnetycnedielimyna

• miękkie cylitakiewktórychindukcjamagnetycna B poutaniuewntrnego

pobudzenia polem H jetrównaeru(lubmanienacnąwartod),

B

B nas

B r

zastępcza krzywa

B(H)

0

H

B r – indukcja remanencji

(pootałodmagnetycna)

Wobliceniachmagnetycnychtychmateriałówtoujeiatpcą(jednowartociową)

charakterytyk B(H)

• twarde cylitakiewktórychindukcjamagnetycna B po ustaniu

ewntrnegopobudeniapolem H jetitotnieróżnaodera

PawełWitcak,TEORIPOLELEKTROMGNETYCZNEGO,WEEIPŁ,2008

9

Fiykatrwałegonamagneowania

Elektron o łądunku q e poruającyipoorbicie

prdkocią v możebydutożamiany(nagruncie

klaycnejelektrodynamiki)prądemonatżeniu

v q e amykającymiwdłużorbityPrądten

powoduje powstanie pola magnetycznego

onatżeniuH e Otrymalimyelementarnydipol

magnetyczny (orbitalny) o momencie vq e S e ,

odpowiadającyajawikodiamagnetymu

H e

i

S e

v q e

Oprócruchuorbitalnegoelektronwirujewokół

wejoipewnąctocią e (posiada tzw. spin).

Ruchobrotowyładunkuelektrycnegomożna

traktowadjakprepływprąduonatżeniui s wokół

oiobrotuPrądtenpowodujepowtaniewiąki

pola magnetycznego H s skoncentrowanej w osi obrotu.

Otrymalimyelementarnydipolmagnetycny(pinowy),

odpowiadającyajawikapara- i ferromagnetyzmu.

H s

i s

e

PawełWitcak,TEORIPOLELEKTROMGNETYCZNEGO,WEEIPŁ,2008

10

5

26443071.060.png

26443071.061.png

26443071.063.png

26443071.064.png

26443071.065.png

26443071.066.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

warriors-1150.mpeg (126470 KB)
Wiadomości wstępne.ppt (1152 KB)
Vademecum Teleinformatyka II.pdf (190051 KB)
systemy_DM_1.pdf (4461 KB)
subnet10.exe (49 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin