Conas a dhéanamh an réimse elechtromachta a scuaineadh i réimsí gutha agus maighnéadaigh go hiomlán?

Is réimse imeachtaí leictreamaighnéadach (Electromagnetic Field) é an réimse leictreamaighnéadach atá in ainneoin cinn de réimsí leictreach (Electric Field) agus mhaighnéadaigh (Magnetic Field), ceangailte le chéile trí Chúintí Maxwell. Chun réimse leictreamaighnéadach a scuabadh amach i réimse leictreach go hiomlán agus i réimse maighnéadach go hiomlán, ní mór dúinn tuiscint a fháil ar conas a n-imeacht agus conas a d'fhéadfadh siad a bhaint amach go neamhspleách faoi chónaidh shonracha.

1. Tuiscint ar Charachtar Básach na Réimse Leictreamaighnéadach

Is réimse veicteoireach ceithre-dimensiúnach é an réimse leictreamaighnéadach, comhdhéanta de réimse leictreach agus réimse maighnéadach. I gcomhthéacs reiligiúil, féadfaí na réimsí leictreach agus maighnéadach a smaoineamh air mar chuid den réimse teinseoir uathfhorbairt. Ach faoi chónaidh gan reiligiúlacht, is féidir linn labhairt orthu go neamhspleách.

2. Scuabadh an Réimse Leictreach agus an Réimse Maighnéadach

Chun na comhbhogaí den réimse leictreach agus den réimse maighnéadach a scuabadh amach sa réimse leictreamaighnéadach, is féidir linn bunú ár n-anailís ar na cainníocht fhisiceacha seo:

Réimse Leictreach

Gineann an réimse leictreach E mar gheall ar dhaonú cáiliúil. Is féidir é a dhéanamh sainiúleach trí:

An chéad chothromóid de Mhaxwell (Dlí Gauss):

∇⋅E=ρ/ϵ0

• is é ρ an daonú cáiliúil, agus is é ϵ0 an earra leictreach spás laethúil.

• An ceathrú chothromóid de Mhaxwell (Dlí Faraday d'ionchur):

∇×E=−∂B/∂t

a léiríonn gur cosúil le hathruithe ama ar an réimse maighnéadach a chuidíonn le hathruithe ar an réimse leictreach.

Réimse Maighnéadach

Gineann an réimse maighnéadach B mar gheall ar cháilí móideacha nó seolta. Is é a dhéanamh sainiúleach:

An dara chothromóid de Mhaxwell: ∇⋅B=0, ag léiriú nach bhfuil monopóilí maighnéadacha sainiúla ann.

An tríú chothromóid de Mhaxwell

∇×B=μ0J+μ0ϵ0 ∂E/∂t

is é J an daonú seoltach, agus is é μ0 an earra maighnéadach spás laethúil.

3. Anailís ar Réimsí Leictreach Go Hiomlán agus Réimsí Maighnéadach Go Hiomlán faoi Chónaidh Shonracha

Faoi chónaidh shonracha, is féidir an réimse leictreamaighnéadach a shimplíúchán go réimse leictreach go hiomlán nó go réimse maighnéadach go hiomlán:

Réimse Leictreach Go Hiomlán

Nuair nach bhfuil réimse maighnéadach athraíochta ama (i.e., ∂B/∂t =0), is réimse leictreach go hiomlán é an réimse leictreach.

Mar shampla, i leictreachas statice, gineann an réimse leictreach mar gheall ar dhaonú cáiliúil sealbhach.

Réimse Maighnéadach Go Hiomlán

Nuair nach bhfuil réimse leictreach athraíochta ama (i.e., ∂E/∂t=0), is réimse maighnéadach go hiomlán é an réimse maighnéadach.

Mar shampla, i réimse maighnéadach a gineann seolta sealbhacha, gineann an réimse maighnéadach mar gheall ar shiolta sealbhacha.

4. Foirmleanna Matamaiticiúla

I úsáid phraiticiúil, is féidir linn Cúintí Maxwell a réiteach chun formacha speisialta na réimse leictreamaighnéadach a fháil. Do réimsí leictreach agus maighnéadach go hiomlán, is féidir linn a foirmleanna matamaiticiúla a scríobh amach:

Foirmle do Réimse Leictreach Go Hiomlán

Má tá B statice, ansin ∇×E=0, ag léiriú gur réimse cosanta é an réimse leictreach agus is féidir é a mhíniú trí theideal scalar V: E=−∇V.

Foirmle do Réimse Maighnéadach Go Hiomlán (Foirmle do Réimse Maighnéadach Go Hiomlán)

Má tá E statice, ansin ∇×B=μ0 J, ag léiriú gur féidir an réimse maighnéadach a ríomh leis an dlí circuital de Ampère.

Achoimre

Is féidir réimse leictreamaighnéadach a scuabadh amach i réimsí leictreach agus maighnéadach, agus is cásanna speisialta iad na réimsí leictreach agus maighnéadach go hiomlán faoi chónaidh shonracha. Trí Chúintí Maxwell, is féidir linn an t-imeacht na réimse leictreamaighnéadach a anailísú agus a scuabadh amach i réimsí leictreach nó maighnéadach go hiomlán nuair is cuí. Tá an scuabadh seo úsáideach chun tuiscint a fháil agus fadhbanna leictreamaighnéadacha a réiteach i gcaoi phraiticiúil.

Má tá aon cheisteanna breise agat nó má théann tú ar eolas breise, déan teagmháil liom!