В Уравнения Максвелла были опубликованы ученым » Джеймс Клерк Максвелл »В 1860 году. Эти уравнения показывают, как заряженные атомы или элементы обеспечивают электрическая сила а также магнитная сила для каждого заряда единицы. Энергия каждой единицы заряда называется полем. Элементы могут быть неподвижными, в противном случае - двигаться. Уравнения Максвелла объясняют, как магнитные поля могут быть сформированы электрические токи а также заряды, и, наконец, они объясняют, как электрическое поле может создавать магнитное поле и т. д. Первичное уравнение позволяет вам определить электрическое поле, образованное зарядом. Следующее уравнение позволяет вам определить магнитное поле, а оставшиеся два объяснят, как поля протекают вокруг источников питания. В этой статье обсуждается Теория Максвелла или Закон Максвелла . В этой статье обсуждается обзор Электромагнитная теория Максвелла .
Что такое уравнения Максвелла?
В Вывод уравнения Максвелла состоит из четырех уравнений, каждое из которых соответственно объясняет один факт. Все эти уравнения не были изобретены Максвеллом, однако он объединил четыре уравнения, составленные Фарадеем, Гауссом и Ампером. Хотя Максвелл включил одну часть информации в четвертое уравнение, а именно закон Ампера, это делает уравнение законченным.
Уравнения Максвелла
- Первый закон Закон Гаусса предназначен для статических электрических полей
- Второй закон тоже Закон Гаусса предназначен для статических магнитных полей
- Третий закон Закон Фарадея это говорит о том, что изменение магнитного поля приведет к возникновению электрического поля.
- Четвертый закон Закон Ампера Максвелла это говорит о том, что изменение электрического поля приведет к возникновению магнитного поля.
Два уравнения 3 и 4 могут описывать электромагнитная волна которая может распространяться сама по себе. Группировка этих уравнений говорит о том, что изменение магнитного поля может вызвать изменение электрического поля, а затем это приведет к дополнительному изменению магнитного поля. Поэтому эта серия продолжается, так как электромагнитный сигнал готов и распространяется по всему пространству.
Четыре уравнения Максвелла
Четыре уравнения Максвелла объясните два поля, возникающие от источников электрического тока и тока. Поля бывают как электрическими, так и магнитными, и как они меняются во времени. Четыре уравнения Максвелла включают следующее.
- Первый закон: закон Гаусса для электричества
- Второй закон: закон Гаусса для магнетизма
- Третий закон: закон индукции Фарадея
- Четвертый закон: закон Ампера
Вышеупомянутые четыре уравнения Максвелла - это Гаусс для электричества, Гаусс для магнетизма, закон Фарадея для индукции. Закон Ампера написано по-разному, например Уравнения Максвелла в интегральной форме , и Уравнения Максвелла в дифференциальной форме который обсуждается ниже.
Символы уравнения Максвелла
Символы, используемые в уравнении Максвелла, включают следующие
- ЯВЛЯЕТСЯ обозначает электрическое поле
- M обозначает магнитное поле
- D обозначает электрическое смещение
- ЧАС обозначает напряженность магнитного поля
- П. обозначает плотность заряда
- я обозначает электрический ток
- ε0 обозначает диэлектрическую проницаемость
- J обозначает плотность тока
- μ0 обозначает проницаемость
- c обозначает скорость света
- M обозначает намагничивание
- п обозначает поляризацию
Первый закон: закон Гаусса для электричества
В первый закон Максвелла - закон Гаусса который используется для электричество . Закон Гаусса определяет, что электрический поток от любой замкнутой поверхности будет пропорционален всему заряду, заключенному на поверхности.
Интегральная форма закона Гаусса находит применение при расчете электрических полей в области заряженных объектов. Применяя этот закон к точечному заряду в электрическом поле, можно показать, что он зависит от закона Кулона.
Хотя первичная область электрического поля обеспечивает меру включенного чистого заряда, отклонение электрического поля дает меру компактности источников, а также включает значение, используемое для защиты заряда.
Второй закон: закон Гаусса для магнетизма
В Второй закон Максвелла - закон Гаусса который используется для магнетизма. Закон Гаусса гласит, что отклонение магнитного поля равно нулю. Этот закон применим к магнитному потоку через замкнутую поверхность. В этом случае вектор площади направлен от поверхности.
Магнитное поле из-за материалов будет генерироваться через узор, называемый диполем. Эти полюса лучше всего обозначаются петлями тока, однако они похожи на положительные и отрицательные магнитные заряды, которые невидимо отражаются друг от друга. В условиях силовых линий этот закон гласит, что силовые линии магнитного поля не начинаются и не заканчиваются, а создают петли, в противном случае они расширяются до бесконечности и реверсируются. Другими словами, любая линия магнитного поля, которая проходит через данный уровень, должна где-то выходить из этого объема.
Этот закон может быть записан в двух формах: интегральной и дифференциальной. Эти две формы равны по теореме о расходимости.
Третий закон: закон индукции Фарадея
В третий закон Максвелла - закон Фарадея который используется для индукции. Закон Фарадея гласит, как изменяющееся во времени магнитное поле создает электрическое поле. В интегральной форме он определяет, что усилие для каждого единичного заряда необходимо для перемещения заряда в области замкнутого контура, что равно скорости уменьшения магнитного потока на замкнутой поверхности.
Подобно магнитному полю, энергетически индуцированное электрическое поле включает замкнутые силовые линии, если на них не действует статическое электрическое поле. Эта функция электромагнитной индукции является принципом работы нескольких электрические генераторы : например, магнит с вращающимся стержнем создает изменение магнитного поля, которое, в свою очередь, создает электрическое поле в ближайшем проводе.
Четвертый закон: закон Ампера
В четвертая часть закона Максвелла - закон Ампера . Закон Ампера гласит, что создание магнитных полей может осуществляться двумя способами, а именно с помощью электрического тока, а также с помощью изменяющихся электрических полей. В интегральном типе индуцированное магнитное поле в области любого замкнутого контура будет пропорционально электрическому току и току смещения по всей замкнутой поверхности.
Закон Ампера Максвелла сделает систему уравнений точно надежной для нестатических полей без изменения законов Ампера, а также законов Гаусса для фиксированных полей. Но в результате ожидается, что изменение магнитного поля вызовет электрическое поле. Таким образом, эти математические уравнения позволят самодостаточной электромагнитной волне перемещаться через пустое пространство. Скорость электромагнитных волн можно измерить, и этого можно ожидать от токов, а также от экспериментов с зарядом, которые соответствуют скорости света, и это один из видов электромагнитного излучения.
∇ x B = J / ε0c2 + 1 / c2 ∂E / ∂t
Таким образом, это все о Уравнения Максвелла . Из приведенных выше уравнений, наконец, мы можем сделать вывод, что эти уравнения включают четыре закона, которые связаны с электрическим (E), а также с магнитным (B) полем, которые обсуждались выше. Уравнения Максвелла могут быть записаны как в форме эквивалентного интеграла, так и в форме дифференциала. Вот вам вопрос, каковы применения уравнений Максвелла?
