Ecuațiile lui Maxwell au fost publicate de omul de știință „ James Clerk Maxwell ”În anul 1860. Aceste ecuații indică modul în care furnizează atomii sau elementele încărcate forța electrică precum și o forță magnetică pentru fiecare unitate de încărcare. Energia pentru fiecare unitate de încărcare este denumită câmp. Elementele ar putea fi nemișcate altfel în mișcare. Ecuațiile lui Maxwell explică modul în care pot fi formate câmpurile magnetice curenți electrici precum și sarcini și, în cele din urmă, explică modul în care un câmp electric poate produce un câmp magnetic etc. Ecuația primară vă permite să determinați câmpul electric format cu o sarcină. Următoarea ecuație vă permite să determinați câmpul magnetic, iar celelalte două vor explica modul în care câmpurile curg în jurul aprovizionării lor. Acest articol discută Teoria lui Maxwell sau Legea lui Maxwell . Acest articol discută o prezentare generală a Teoria electromagnetică Maxwell .
Care sunt ecuațiile lui Maxwell?
Derivația ecuației Maxwell este colectat prin patru ecuații, unde fiecare ecuație explică un fapt în mod corespunzător. Toate aceste ecuații nu sunt inventate de Maxwell, totuși, el a combinat cele patru ecuații făcute de Faraday, Gauss și Ampere. Deși Maxwell a inclus o parte a informației în a patra ecuație și anume legea lui Ampere, aceasta face ecuația completă.
Ecuații Maxwells
- Prima lege este Legea Gauss destinat câmpurilor electrice statice
- A doua lege este, de asemenea Legea Gauss destinat câmpurilor magnetice statice
- A treia lege este Legea lui Faraday care spune că schimbarea câmpului magnetic va produce un câmp electric.
- A patra lege este Legea lui Ampere Maxwell care spune că schimbarea câmpului electric va produce un câmp magnetic.
Cele două ecuații ale lui 3 și 4 pot descrie un undă electromagnetică care se poate răspândi de la sine. Gruparea acestor ecuații spune că o schimbare a câmpului magnetic poate produce o schimbare a câmpului electric, iar apoi aceasta va produce o schimbare suplimentară a câmpului magnetic. Prin urmare, această serie continuă, precum și un semnal electromagnetic este gata, precum și se răspândește în spațiu.
Cele patru ecuații ale lui Maxwell
Cele patru ecuații ale lui Maxwell explicați cele două câmpuri care apar din alimentarea cu energie electrică și curent. Câmpurile sunt electrice, precum și magnetice, și modul în care acestea variază în timp. Cele patru ecuații ale lui Maxwell includ următoarele.
- Prima lege: Legea lui Gauss pentru electricitate
- A doua lege: Legea lui Gauss pentru magnetism
- A treia lege: Legea inducției lui Faraday
- Legea a patra: Legea lui Ampere
Cele patru ecuații ale lui Maxwell de mai sus sunt Gauss pentru electricitate, Gauss pentru magnetism, legea lui Faraday pentru inducție. Legea lui Ampere este scris în moduri diferite cum ar fi Ecuațiile Maxwell în formă integrală , și Ecuațiile Maxwell într-o formă diferențială care este discutat mai jos.
Simboluri de ecuație Maxwell
Simbolurile utilizate în ecuația lui Maxwell includ următoarele
- ESTE denotă câmp electric
- M denotă arhivă magnetică
- D denotă deplasarea electrică
- H denotă intensitatea câmpului magnetic
- P. denotă densitatea de încărcare
- eu denotă curent electric
- ε0 denotă permitivitate
- J denotă densitatea curentului
- μ0 denotă permeabilitate
- c denotă viteza luminii
- M denotă magnetizare
- P denotă polarizare
Prima lege: Legea lui Gauss pentru electricitate
prima lege a lui Maxwell este legea Gauss pentru care se folosește electricitate . Legea Gauss definește că fluxul electric din orice suprafață închisă va fi proporțional cu întreaga sarcină închisă în suprafață.
Forma integrală a legii lui Gauss descoperă aplicarea în timpul calculului câmpurilor electrice în regiunea obiectelor încărcate. Prin aplicarea acestei legi la o sarcină punctuală din câmpul electric, se poate demonstra că este de încredere în legea lui Coulomb.
Deși regiunea primară a câmpului electric oferă o măsură a sarcinii nete incluse, abaterea câmpului electric oferă o măsură a compacității surselor și include, de asemenea, implicațiile utilizate pentru protecția sarcinii.
A doua lege: Legea lui Gauss pentru magnetism
a doua lege a lui Maxwell este legea Gauss care este folosit pentru magnetism. Legea Gauss afirmă că deviația câmpului magnetic este egală cu zero. Această lege se aplică fluxului magnetic printr-o suprafață închisă. În acest caz, vectorul de zonă indică de la suprafață.
Câmpul magnetic datorat materialelor va fi generat printr-un model numit dipol. Acești poli sunt semnificați cel mai bine prin bucle de curent, totuși să fie similare cu sarcinile magnetice pozitive, precum și negative, sărind în mod invizibil. În condițiile liniilor de câmp, această lege afirmă că liniile de câmp magnetic nu pornesc și nici nu se termină, ci creează bucle, altfel se extind la infinit și invers. Cu alte cuvinte, orice linie de câmp magnetic care trece printr-un nivel dat trebuie să părăsească volumul respectiv undeva.
Această lege poate fi scrisă în două forme și anume formă integrală, precum și formă diferențială. Aceste două forme sunt egale din cauza teoremei divergenței.
A treia lege: Legea inducției lui Faraday
a treia lege a lui Maxwell este legea lui Faraday care se folosește pentru inducție. Legea Faraday afirmă că modul în care un câmp magnetic care schimbă timpul va crea un câmp electric. În formă integrală, definește că efortul pentru fiecare unitate de încărcare este necesar pentru a muta o sarcină în regiunea unei bucle închise care este egală cu rata de reducere a fluxului magnetic în timpul suprafeței închise.
Similar câmpului magnetic, câmpul electric indus energetic include linii de câmp închise, dacă nu sunt plasate de un câmp electric static. Această caracteristică de inducție electromagnetică este principiul de lucru din spatele mai multor generatoare electrice : de exemplu, un magnet cu o bară rotativă creează o schimbare a câmpului magnetic, care la rândul său produce un câmp electric într-un fir aproape.
Legea a patra: Legea lui Ampere
a patra din legea lui Maxwell este legea lui Ampere . Legea Ampere prevede că generarea câmpurilor magnetice se poate face în două metode și anume cu curent electric, precum și cu schimbarea câmpurilor electrice. În tip integral, câmpul magnetic indus în regiunea oricărei bucle închise va fi proporțional cu curentul electric și curentul de deplasare pe toată suprafața închisă.
Legea amperilor lui Maxwell va face setul ecuațiilor fiabil cu precizie pentru câmpurile nestatice fără a modifica Ampere, precum și legile lui Gauss pentru câmpurile fixe. În consecință, se așteaptă ca o schimbare a câmpului magnetic să inducă un câmp electric. Astfel, aceste ecuații matematice vor permite unde electromagnetice autosuficiente să se deplaseze prin spațiul gol. Viteza undelor electromagnetice poate fi măsurată și se poate aștepta de la curenți, precum și experimentele de încărcare se potrivesc cu viteza luminii și acesta este un tip de radiație electromagnetică.
∇ x B = J / ε0c2 + 1 / c2 ∂E / ∂t
Astfel, totul este vorba Ecuațiile lui Maxwell . Din ecuațiile de mai sus, în cele din urmă, putem concluziona că aceste ecuații includ patru legi care sunt legate de câmpul electric (E), precum și cel magnetic (B) sunt discutate mai sus. Ecuațiile lui Maxwell pot fi scrise sub formă de integral echivalent, precum și diferențial. Iată o întrebare pentru dvs., care sunt aplicațiile ecuațiilor lui Maxwell?
