Hvernig splittar ég sviðsvæðið í einhverskonar elektríska og einhverskonar magnslega?

Elektromagnétiskt svæði (Electromagnetic Field) er sameining af rafsvæði (Electric Field) og magnétískum svæði (Magnetic Field), tengd saman í gegnum Maxwell-jöfnur. Til að deila elektromagnétískt svæði í einhverja rafsvæði og einhverja magnétískt svæði þurfum við að skilja hvernig þessi svæði árekstir og hvernig þau geta verið greind á einkvæmum skilyrðum.

1. Skilningur á grunnlegum eiginleikum elektromagnétískra svæða

Elektromagnétískt svæði er fyrirútspána svæði á fjórum stigum sem er samsett úr rafsvæði og magnétísku svæði. Í framsóknarfræðilegum kerfi má raf- og magnétísku svæðin sjá sem hluti af sameinta tenzor-svæði. En undir óframsóknarfræðilegum skilyrðum getum við rædd um þau sérstakt.

2. Að skipta rafsvæði og magnétísku svæði

Til að skipta raf- og magnétísku svæðunum í elektromagnétísku svæði getum við byggð á eftirtöldum eðlisfræðilegum mælingum:

Rafsvæði

Rafsvæðið E er myndað vegna dreifingar af rafmagnsgeimföllum. Það er skilgreint með:

Maxwell-fyrsta jöfnu (Gauss-lag):

∇⋅E=ρ/ϵ0

• ρ er geimfolsþéttleiki, og ϵ0 er gjaldfyllingarþyngd óbundiðs rýmis.

• Maxwell-fjórða jafnan (Faraday-induktionarlög):

∇×E=−∂B/∂t

sem bendir á að breyting á rafsvæðinu er tengd tíma-breytingu á magnétísku svæðinu.

Magnétískt svæði

Magnétískt svæði B er myndað af hreyfandi geimfölum eða straumum. Skilgreiningin hans er:

Maxwell-seinni jafnan:∇⋅B=0, sem bendir á að einangrað magnétískt einheiti ekki eru til.

Maxwell-þriðja jafnan

∇×B=μ0J+μ0ϵ0 ∂E/∂t

J er straumþéttleiki, og μ0 er gengjanleikaþyngd óbundiðs rýmis.

3. Greining á einhverju rafsvæði og einhverju magnétísku svæði við einkvæmt skilyrði

Undir ákveðnum skilyrðum getur elektromagnétískt svæði verið einfaldað í einhverja rafsvæði eða einhverja magnétísku svæði:

Einhverja rafsvæði

Þegar ekki er tíma-breytilegt magnétískt svæði (þ.e. ∂B/∂t =0), þá er rafsvæðið einhverja rafsvæði.

Til dæmis, í rafstöðugreiningu, er rafsvæðið myndað aðeins af fastum geimfolsdreifingum.

Einhverja magnétískt svæði

Þegar ekki er tíma-breytilegt rafsvæði (þ.e. ∂E/∂t=0), þá er magnétískt svæðið einhverja magnétískt svæði.

Til dæmis, í magnétísku svæði sem er myndað af öruggum straumum, er magnétískt svæðið myndað aðeins af fastum straumum.

4. Stærðfræðilegar orðmyndir

Í praktískum notkunum getum við lausn á Maxwell-jöfnunum til að fá ákveðnar form elektromagnétíska svæðisins. Fyrir einhverja raf- og magnétísku svæði getum við skrifað út stærðfræðilegar orðmyndir:

Orðmynd fyrir einhverja rafsvæði

Ef B er stöðugt, þá ∇×E=0, sem merkir að rafsvæðið sé varðveitt og geti verið lýst með veldisspáningspotens V：E=−∇V.

Orðmynd fyrir einhverja magnétísku svæði (Orðmynd fyrir einhverja magnétísku svæði)

Ef E er stöðugt, þá ∇×B=μ0 J, sem merkir að magnétískt svæðið geti verið reiknað með Ampère's cirkulæga lögum.

Samantekt

Elektromagnétískt svæði getur verið deilt í raf- og magnétísku svæði, og einhverja raf- og magnétísku svæði eru sérstök tilfelli við einkvæmt skilyrði. Með Maxwell-jöfnurnar getum við greint um atferl elektromagnétíska svæðisins og deilt þau í einhverja raf- eða magnétísku svæði þegar aðeins er rétt. Þessi deiling er gagnleg til að skilja og leysa elektromagnétísku vandamál í raun.

Ef þú hefur frekari spurningar eða þarft frekari upplýsingar, vinsamlegast láttu mig vita!