Уравнения Максвелла

Содержание

Слайд 2

Общая физика. «Электромагнитная индукция» ЯВЛЕНИЕ САМОИНДУКЦИИ. ИНДУКТИВНОСТЬ Электромагнитная индукция возникает при

Общая физика. «Электромагнитная индукция»

ЯВЛЕНИЕ САМОИНДУКЦИИ. ИНДУКТИВНОСТЬ

Электромагнитная индукция возникает при изменении

магнитного потока через контур. Если в контуре течет изменяющийся во времени ток, то магнитное поле этого тока также будет изменяться. Следовательно, появится ЭДС индукции в этом же контуре. Это самоиндукция.

Далее - самостоятельно!

Слайд 3

Общая физика. «Уравнения Максвелла» ЭНЕРГИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Энергия локализована в возбуждаемом

Общая физика. «Уравнения Максвелла»

ЭНЕРГИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Энергия локализована в возбуждаемом током магнитном

поле. Это магнитная энергия тока или собственная энергия тока.

Далее - самостоятельно!

Слайд 4

Общая физика. «Уравнения Максвелла» Изменяющееся во времени магнитное поле вызывает появление

Общая физика. «Уравнения Максвелла»

Изменяющееся во времени магнитное поле вызывает появление в

контуре сторонних сил, действующих на носители тока. Максвелл: переменное магнитное поле порождает электрическое поле. В итоге в неподвижном контуре возникает индукционный ток. Это вихревое поле.

Свойства вихревого электрического поля.

Воспользуемся определением ЭДС. Для электростатического поля ЭДС это циркуляция вектора напряженности поля по замкнутому контуру:

Слайд 5

Общая физика. «Уравнения Максвелла» Итог:

Общая физика. «Уравнения Максвелла»

Итог:

Слайд 6

Общая физика. «Уравнения Максвелла» (поменяли местами операции дифференцирования и интегрирования). Сведения из теории электростатического поля.

Общая физика. «Уравнения Максвелла»

(поменяли местами операции дифференцирования и интегрирования).

Сведения из теории

электростатического поля.
Слайд 7

Общая физика. «Уравнения Максвелла»

Общая физика. «Уравнения Максвелла»

Слайд 8

Общая физика. «Уравнения Максвелла» Общий вывод:

Общая физика. «Уравнения Максвелла»

Общий вывод:

Слайд 9

Общая физика. «Уравнения Максвелла» Единая теория электрических и магнитных явлений создана

Общая физика. «Уравнения Максвелла»

Единая теория электрических и магнитных явлений создана Максвеллом.

Основа теории - идея Максвелла о симметрии во взаимозависимости электрического и магнитного полей.

Для создания теории Максвелл ввел в рассмотрение ток смещения.

Слайд 10

Общая физика. «Уравнения Максвелла» Рассмотрим цепь переменного тока, содержащую плоский конденсатор

Общая физика. «Уравнения Максвелла»

Рассмотрим цепь переменного тока, содержащую плоский конденсатор

+


I

I

Пусть

предварительно заряженный конденсатор разряжается через внешнее сопротивление.

В подводящих проводах потечет ток I.

Слайд 11

Общая физика. «Уравнения Максвелла» Г Выберем контур Г, охватывающий подводящий провод, зададим направление обхода контура.

Общая физика. «Уравнения Максвелла»

Г

Выберем контур Г, охватывающий подводящий провод, зададим направление

обхода контура.
Слайд 12

Общая физика. «Уравнения Максвелла» Поверхность S1 пересекает провод с током. Поверхность

Общая физика. «Уравнения Максвелла»

Поверхность S1 пересекает провод с током.

Поверхность S2

не пересекает провод с током.

Видим, что через поверхность S1 течет ток проводимости I, а через поверхность S2 тока нет, поскольку линии тока проводимости терпят разрыв в промежутке между обкладками конденсатора.

Слайд 13

Общая физика. «Уравнения Максвелла» Противоречие!

Общая физика. «Уравнения Максвелла»

Противоречие!

Слайд 14

Общая физика. «Уравнения Максвелла» Сумма токов проводимости и смещения - полный

Общая физика. «Уравнения Максвелла»

Сумма токов проводимости и смещения - полный ток:

Плотность

полного тока:

Для разрешения противоречия Максвелл ввел понятие о плотности тока смещения.

Линии полного тока являются непрерывными в отличие от линий тока проводимости. Токи проводимости в конденсаторе замыкаются токами смещения.

Слайд 15

Общая физика. «Уравнения Максвелла» В основе теории - четыре уравнения. В

Общая физика. «Уравнения Максвелла»

В основе теории - четыре уравнения. В учении

об электромагнетизме эти уравнения играют такую же роль, как законы Ньютона в механике.

Открытие тока смещения позволило Максвеллу создать единую теорию электрических и магнитных явлений – макроскопическую теорию электромагнитного поля.

Термин «ток смещения» - условный. По существу, это изменяющееся со временем электрическое поле.

Общий вид теоремы:

Слайд 16

Общая физика. «Уравнения Максвелла» Уравнения Максвелла. 1. Уравнение показывает, что источником

Общая физика. «Уравнения Максвелла»

Уравнения Максвелла.

1.

Уравнение показывает, что источником электрического поля могут

быть не только электрические заряды, но и изменяющиеся во времени магнитные поля.
Слайд 17

Общая физика. «Уравнения Максвелла» 2. Поток вектора индукции магнитного поля через

Общая физика. «Уравнения Максвелла»

2.

Поток вектора индукции магнитного поля через произвольную замкнутую

поверхность равен нулю.

Магнитное поле не имеет стоков и истоков, линии поля не имеют ни начала ни конца. Магнитное поле называют соленоидальным или вихревым.

Это теорема Гаусса для магнитного поля.

Уравнения Максвелла.

Слайд 18

Общая физика. «Уравнения Максвелла» 3. Под полным током понимается сумма токов

Общая физика. «Уравнения Максвелла»

3.

Под полным током понимается сумма токов проводимости и

смещения. Уравнение показывает, что магнитные поля могут возбуждаться либо движущимися зарядами (электрическими токами), либо переменными электрическими полями.

Уравнения Максвелла.

Слайд 19

Общая физика. «Уравнения Максвелла» 4. Поток вектора электрического смещения через произвольную

Общая физика. «Уравнения Максвелла»

4.

Поток вектора электрического смещения через произвольную замкнутую поверхность

в произвольной среде равен стороннему заряду, заключенному внутри поверхности.

Уравнения Максвелла.