Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Второе уравнение Максвелла. Ток смещения
Максвелл обобщил закон полного тока, предложив, что переменное электрическое поле, так же как и электрическое поле является источником магнитного поля. Количественной мерой магнитного действия переменного электрического поля служит ток смещения.
Плотностью тока смещения называется вектор j, равный:
где D — вектор электрического смещения. Током смещениясквозь произвольную поверхность S называется физическая величина, равная потоку вектора плотности тока смещения сквозь эту поверхность, Учет токов смещения приводит к тому, что цепи непостоянных токов становятся замкнутыми. Токи смещения «проходят» в тех участках, где нет проводников, например между обкладками заряжающегося или разряжающегося конденсатора. Вектор электрического смещения равен: где Р — вектор поляризованности. Плотность тока смещения в диэлектрике:
Вектор:
называется плотностью тока смещения в вакууме. Плотностью тока поляризации (плотностью поляризационного тока) называется вектор: Он представляет собой плотность тока, обусловленного упорядоченным перемещением связанных зарядов в диэлектрике при изменении его поляризации — смещением зарядов в молекулах неполярного диэлектрика или поворотом молекул-диполей в полярных диэлектриках. Токи смещения, в отличие от токов проводимости, не сопровождаются выделением теплоты Джоуля—Ленца. Правда в случае изменения поляризации полярных диэлектриков (т.е. при возникновении в них поляризационного тока) происходит поглощение или выделение теплоты. Однако законности этих тепловых эффектов не подчиняются закону Джоуля – Ленца.
Максвелл добавил в правую часть закона полного тока, ток смещения и записал обобщённый закон полного тока в форме:
Это уравнение называется вторым уравнением Максвелла в интегральной форме.Оно показывает, что циркуляция вектора напряженности магнитного поля по произвольному замкнутому контуру L равна алгебраической сумме макротоков проводимости и тока смещения сквозь поверхность, натянутую на этот контур.
Согласно теореме Стокса: Полный ток сквозь поверхность S, натянутую на контур L: где j — плотность макротока, jсм — плотность тока смещения. Соответственно второе уравнение Максвелла в дифференциальной форме имеет вид:
Различия в знаках правых частей в первом и втором уравнениях Максвелла свидетельствуют о том, что направления векторов Рис. 5. δD/δt и Н соответствуют правовинтовой системе (рис.5а), а направления векторов δВ/δt и Е – левовинтовой системе (рис.5б).
Из уравнений Максвелла следует чрезвычайно важный вывод о том, что переменные электрическое и магнитное поля неразрывно связаны друг с другом, образуя единое электромагнитное поле.
Различие в знаках правых частей этих уравнений соответствует закону
сохранения энергии и правилу Ленца. Оно является необходимым условием существования устойчивого электромагнитного поля. Если бы знаки при δB/δt и δD/δt были одинаковы, то бесконечно малое увеличение одного из полей вызвало бы неограниченное возрастание обоих полей, а бесконечно малое уменьшение одного из полей привело бы к полному исчезновению обоих полей.
|
||
Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 234. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |