Электромагнитное поле қандай тарзда тикелей электр және тикелей магнит тармактарына бөлінеді?

Elektromagnit maydon (Electromagnetic Field) - bu elektrik maydon (Electric Field) va magnit maydon (Magnetic Field)ning birga bo'lgan birligi, Maxwell tenglamalari orqali bog'langan. Elektromagnit maydonni faqat elektrik maydonga va faqat magnit maydonga ajratish uchun, biz ushbu maydonlar qanday vositalashini va maxsus shartlar ostida ularni qanday mustaqil ravishda tahlil qilishni tushunishimiz kerak.

1. Elektromagnit maydonning asosiy xususiyatlarini tushunish

Elektromagnit maydon - bu elektrik va magnit maydonlardan iborat to'rt o'lchovli vektor maydon. Nisbiylik paradigmasida elektrik va magnit maydonlarni birlashtirilgan tensor maydonning qismi sifatida ko'rib chiqish mumkin. Biroq, nisbiy emas shartlar ostida ularni alohida-alohida muhokama qilishimiz mumkin.

2. Elektrik maydon va magnit maydonni ajratish

Elektromagnit maydondagi elektrik va magnit maydon komponentlarini ajratish uchun quyidagi fizik kattalarga asoslanib, tahlil qilishimiz mumkin:

Elektrik maydon

Elektrik maydon E elektrik zarrachalar tarzi bilan paydo bo'ladi. U quyidagicha aniqlanishi mumkin:

Maxwellning birinchi tenglamasi (Gauss qonuni):

∇⋅E=ρ/ϵ0

• ρ zarracha mintaqasi, ϵ0 esa bo'sh fazoning elektrik konstantasi.

• Maxwellning to'rtinchi tenglamasi (Faraday induksiya qonuni):

∇×E=−∂B/∂t

Bu ifoda elektrik maydondagi o'zgarishning magnit maydondagi vaqtga qarab o'zgarishiga bog'liq ekanligini ko'rsatadi.

Magnit maydon

Magnit maydon B harakatdagi zarrachalar yoki jarayonlar orqali paydo bo'ladi. Uning ta'rifi quyidagicha:

Maxwellning ikkinchi tenglamasi: ∇⋅B=0, bu ifoda mavjud bo'lgan magnit monopolarning yo'q ekanligini anglatadi.

Maxwellning uchinchi tenglamasi

∇×B=μ0J+μ0ϵ0 ∂E/∂t

J jarayon mintaqasi, μ0 esa bo'sh fazoning magnit konstantasi.

3. Maxsus shartlar ostida faqat elektrik maydon va faqat magnit maydonni tahlil qilish

Qandaydir shartlar ostida elektromagnit maydon faqat elektrik maydon yoki faqat magnit maydonga soddalashtirilishi mumkin:

Faqat elektrik maydon

Agar vaqtga qarab o'zgaruvchan magnit maydon (yani ∂B/∂t =0) bo'lmasa, elektrik maydon faqat elektrik maydon bo'ladi.

Masalan, elektrostatikada elektrik maydon faqat qo'yilgan zarracha tarzi orqali paydo bo'ladi.

Faqat magnit maydon

Agar vaqtga qarab o'zgaruvchan elektrik maydon (yani ∂E/∂t=0) bo'lmasa, magnit maydon faqat magnit maydon bo'ladi.

Masalan, doimiy jarayonlar tomonidan yaratilgan magnit maydon faqat doimiy jarayonlar orqali paydo bo'ladi.

4. Matematik ifodalar

Amaliy ishlar uchun, biz Maxwell tenglamalarini hal qilib, elektromagnit maydonning aniq formalarini topa olamiz. Faqat elektrik va magnit maydonlar uchun, ularning matematik ifodalarni quyidagicha yozishimiz mumkin:

Faqat elektrik maydonning ifodasi

Agar B statik bo'lsa, ∇×E=0, bu ifoda elektrik maydonning konservativligini va uning skalyar potensial V orqali ifodalana ekanligini anglatadi: E=−∇V.

Faqat magnit maydonning ifodasi (Faqat magnit maydonning ifodasi)

Agar E statik bo'lsa, ∇×B=μ0 J, bu ifoda magnit maydonni Ampere qonuni orqali hisoblashimiz mumkin ekanligini anglatadi.

Xulosa

Elektromagnit maydon elektrik va magnit maydonlarga ajratilishi mumkin, va faqat elektrik va magnit maydonlar maxsus shartlar ostida maxsus hollardir. Maxwell tenglamalari orqali, biz elektromagnit maydonlarning xavfsizligini tahlil qilish va mos keladigan holatlarda ularni faqat elektrik yoki magnit maydonga ajratishimiz mumkin. Bu ajratish amaliyotda elektromagnit masalalarni tushunish va hal qilishda foydali.

Agar sizda qo'shimcha savollar yoki ma'lumot talabi bo'lsa, iltimos, ayting!