Maksvelo lygtys paskelbė mokslininkas „ James Clerk Maxwell Šios lygtys nurodo, kaip suteikia įkrauti atomai ar elementai elektros jėga taip pat kiekvieno vieneto įkrovos magnetinė jėga. Kiekvieno įkrovimo vieneto energija vadinama lauku. Kitu atveju elementai galėtų būti nejudantys. Maksvelo lygtys paaiškina, kaip gali susidaryti magnetiniai laukai elektros srovės taip pat krūvius ir galiausiai paaiškina, kaip elektrinis laukas gali sukelti magnetinį lauką ir kt. Pirminė lygtis leidžia nustatyti elektrinį lauką, susidariusį krūviu. Kita lygtis leidžia nustatyti magnetinį lauką, o likusieji du paaiškins, kaip laukai teka aplink jų atsargas. Šiame straipsnyje aptariama Maksvelio teorija arba Maksvelo dėsnis . Šiame straipsnyje aptariama Maksvelo elektromagnetinė teorija .
Kokios yra Maxwello lygtys?
Maksvelo lygties išvedimas yra surenkamas keturiomis lygtimis, kur kiekviena lygtis atitinkamai paaiškina vieną faktą. Visos šios lygtys nėra sugalvotos Maksvelo, tačiau jis sujungė keturias lygtis, kurias padarė Faradėjus, Gausas ir Ampere. Nors Maksvelas į ketvirtąją lygtį įtraukė vieną informacijos dalį, būtent Ampero dėsnį, tai daro lygtį pilną.
Maksvelo lygtys
- Pirmasis įstatymas yra Gauso dėsnis skirti statiniams elektriniams laukams
- Antrasis įstatymas taip pat Gauso dėsnis skirta statiniams magnetiniams laukams
- Trečiasis įstatymas yra Faradėjaus įstatymas kuris pasakoja apie magnetinio lauko pasikeitimą, susidarys elektrinis laukas.
- Ketvirtasis dėsnis yra Ampero Maksvelio dėsnis kuris sako, kad elektrinio lauko kitimas sukurs magnetinį lauką.
Dvi 3 ir 4 lygtys gali apibūdinti elektromagnetinė banga kad gali plisti pati. Grupavus šias lygtis, galima pasakyti, kad magnetinio lauko kaita gali sukelti elektrinio lauko pasikeitimą, o tada tai sukels papildomą magnetinio lauko pokytį. Todėl ši serija tęsiasi, o elektromagnetinis signalas yra paruoštas ir plinta visoje erdvėje.
Maksvelo keturios lygtys
Keturios Maxwello lygtys paaiškinkite du laukus, atsirandančius iš elektros tiekimo ir srovės. Laukai yra elektriniai, taip pat magnetiniai, ir kaip jie keičiasi laikui bėgant. Keturios Maxwello lygtys apima šiuos dalykus.
- Pirmasis įstatymas: Gauso elektros įstatymas
- Antrasis dėsnis: Gauso dėsnis už magnetizmą
- Trečias dėsnis: Faradėjaus indukcijos dėsnis
- Ketvirtasis dėsnis: Ampero dėsnis
Aukščiau pateiktos keturios Maxwello lygtys yra Gausas elektrai, Gausas magnetizmui, Faradėjaus indukcijos dėsnis. Ampero įstatymas yra parašyta įvairiais būdais, pvz Maksvelo lygtys integraline forma ir Maksvelo lygtys diferencine forma kuris aptariamas toliau.
Maksvelo lygties simboliai
Maksvelo lygtyje naudojami simboliai apima šiuos dalykus
- IS žymi elektrinį lauką
- M žymi magnetinį padavimą
- D žymi elektrinį poslinkį
- H žymi magnetinio lauko stiprumą
- P. žymi krūvio tankį
- i žymi elektros srovę
- ε0 žymi pralaidumą
- Dž žymi srovės tankį
- μ0 žymi pralaidumą
- c žymi šviesos greitį
- M žymi įmagnetinimą
- P žymi poliarizaciją
Pirmasis įstatymas: Gauso elektros įstatymas
pirmiausia Maksvelo dėsnis yra Gauso dėsnis kuri naudojama elektros . Gauso įstatymas apibrėžia, kad bet kurio uždaro paviršiaus elektros srautas bus proporcingas visam paviršiuje uždarytam krūviui.
Gauso dėsnio integralinė forma atranda taikymą skaičiuojant elektrinius laukus įkrautų objektų regione. Taikant šį dėsnį elektrinio lauko taškiniam krūviui, galima parodyti, kad jis yra patikimas pagal Kulono dėsnį.
Nors pirminiame elektrinio lauko regione matuojamas įskaičiuotas grynasis krūvis, elektrinio lauko nuokrypis rodo šaltinių kompaktiškumą ir apima implikacijas, naudojamas krūviui apsaugoti.
Antrasis dėsnis: Gauso dėsnis už magnetizmą
antrasis Maksvelio įstatymas yra Gauso įstatymas kuri naudojama magnetizmui. Gauso įstatymas teigia, kad magnetinio lauko nuokrypis yra lygus nuliui. Šis dėsnis taikomas magnetiniam srautui per uždarą paviršių. Šiuo atveju ploto vektorius nurodo iš paviršiaus.
Magnetinis laukas dėl medžiagų bus sukurtas per modelį, pavadintą dipoliu. Šiuos polius geriausiai žymi srovės kilpos, tačiau jie panašūs į teigiamus, taip pat neigiamus magnetinius krūvius, kurie nematomai atsimuša. Lauko linijų sąlygomis šis dėsnis teigia, kad magnetinio lauko linijos nei prasideda, nei baigiasi, bet sukuria kilpas, kitaip išsiplečiančios iki begalybės ir atgal. Kitaip tariant, bet kuri magnetinio lauko linija, einanti per tam tikrą lygį, turi kažkur išeiti iš to tūrio.
Šis įstatymas gali būti parašytas dviem pavidalais, ty vientisa forma, taip pat diferencine forma. Šios dvi formos yra lygios dėl divergencijos teoremos.
Trečias dėsnis: Faradėjaus indukcijos dėsnis
trečiasis Maxwello įstatymas yra Faradėjaus įstatymas kuris naudojamas indukcijai. Faradėjaus įstatymas teigia, kad kaip laikui bėgant kintantis magnetinis laukas sukurs elektrinį lauką. Vientisu pavidalu jis apibrėžia, kad kiekvienam įkrovos vienetui reikia pastangų, norint perkelti krūvį uždaros kilpos srityje, kuris lygus magnetinio srauto sumažėjimo greičiui uždaro paviršiaus metu.
Panašiai kaip magnetiniame lauke, energetiškai sukeltas elektrinis laukas apima uždaro lauko linijas, jei jų nededa statinis elektrinis laukas. Ši elektromagnetinės indukcijos funkcija yra kelių principų veikimo principas elektros generatoriai Pavyzdžiui, magnetas su besisukančiu strypu sukuria magnetinio lauko kitimą, kuris savo ruožtu sukuria elektrinį lauką šalia laido.
Ketvirtasis dėsnis: Ampero dėsnis
ketvirtasis Maxwello įstatymas yra Ampere'o įstatymas . Ampero įstatymas teigia, kad magnetinius laukus galima generuoti dviem būdais, būtent naudojant elektros srovę, taip pat keičiant elektrinius laukus. Integralaus tipo sukeltas magnetinis laukas bet kurios uždaros kilpos srityje bus proporcingas elektros ir srovės srovei visame uždarame paviršiuje.
Maksvelo amperų įstatymas padarys lygių rinkinį tiksliai patikimą nestatiškiems laukams, nekeičiant Ampero, taip pat Gauso dėsnių fiksuotiems laukams. Tačiau dėl to ji tikisi, kad magnetinio lauko pasikeitimas sukels elektrinį lauką. Taigi šios matematinės lygtys leis savarankiškai elektromagnetinei bangai judėti tuščioje erdvėje. Galima išmatuoti elektromagnetinių bangų greitį ir to galima tikėtis iš srovių, taip pat ir krūvių eksperimentai atitinka šviesos greitį, ir tai yra viena iš elektromagnetinės spinduliuotės rūšių.
∇ x B = J / ε0c2 + 1 / c2 ∂E / ∂t
Taigi, viskas apie tai Maksvelo lygtys . Pagal aukščiau pateiktas lygtis galime padaryti išvadą, kad šios lygtys apima keturis dėsnius, susijusius su elektriniu (E), taip pat su magnetiniu (B) lauku, kurie aptarti aukščiau. Maksvelio lygtys gali būti parašytos lygiaverčio integralo, taip pat diferencialo forma. Štai jums klausimas, kokios yra „Maxwell“ lygčių programos?
