Теория Максвелла. Вихревое электрическое поле. Ток смещения

Содержание

Слайд 2

Основы теории Максвелла. Вихревое электрическое поле. Ток смещения 1. Вихревое электрическое

Основы теории Максвелла. Вихревое электрическое поле. Ток смещения

1. Вихревое электрическое поле.

Ток смещения.
2. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной форме. Материальные уравнения.
3. Электромагнитное поле. Принцип относительности в электродинамике (относительность электрического и магнитного полей).
Слайд 3

1. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Закон электромагнитной индукции: - любое


1. Вихревое электрическое поле. Ток смещения.

Закон электромагнитной индукции:
- любое изменение

сцепленного с контуром потока магнитной индукции приводит к возникновению электродвижущей силы индукции и индукционного тока.
ЭДС в любой цепи возникает, когда в ней на носители тока действуют сторонние силы — силы неэлектростатического происхождения.
Слайд 4

Дж. К. Максвелл: Всякое переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве

Дж. К. Максвелл:
Всякое переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве электрическое

поле, которое и является причиной возникновения индукционного тока в контуре.
Слайд 5

Меняющееся во времени магнитное поле порождает меняющееся электрическое, циркуляция которого:

Меняющееся во времени магнитное поле порождает меняющееся электрическое, циркуляция которого:

Слайд 6

Сравнение циркуляции векторов EQ и ЕВ. Между полями EQ и ЕВ

Сравнение циркуляции векторов EQ и ЕВ.
Между полями EQ и ЕВ имеется

принципиальное различие: циркуляция вектора ЕВ в отличие от циркуляции вектора EQ не равна нулю.
Электрическое поле ЕВ, возбуждаемое переменным магнитным полем, как и само магнитное поле, является вихревым.
Электростатическое поле EQ — потенциальное.
Слайд 7

Дж. К. Максвелл: «Идея о симметрии во взаимозави-симости электрического и магнитного

Дж. К. Максвелл:
«Идея о симметрии во взаимозави-симости электрического и магнитного полей»:
Если

всякое переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле, то должно существовать и обратное явление: всякое изменение электрического поля должно вызывать появление в окружающем пространстве вихревого магнитного поля.
Слайд 8

В цепи переменного тока, содержащей конденсатор, переменное электрическое поле в конденсаторе

В цепи переменного тока, содержащей конденсатор, переменное электрическое поле в конденсаторе

в каждый момент времени создает такое магнитное поле, как если бы между обкладками конденсатора существовал ток смещения, равный току в подводящих проводах.
Слайд 9

Ток проводимости вблизи обкладок конденсатора: Для общего случая:

Ток проводимости вблизи обкладок конденсатора:
Для общего случая:

Слайд 10

Плотность тока смещения в диэлектрике: Плотность тока поляризации: - обусловлена упорядоченным

Плотность тока смещения в диэлектрике:
Плотность тока поляризации:
- обусловлена упорядоченным движением электрических

зарядов в диэлектрике
Плотность тока смещения в ваууме:
- обусловлена только изменением электрического поля во времени, но также возбуждает магнитное поле.
Слайд 11

Полный ток всегда замкнут, т. е. на концах проводника обрывается лишь

Полный ток всегда замкнут, т. е. на концах проводника обрывается лишь

ток проводимости, а в диэлектрике (вакууме) между концами проводника имеется ток смещения, который замыкает ток проводимости.
- плотность тока проводимости
Полный ток – поток вектора плотности полного тока:
Слайд 12

Полный ток в цепях переменного тока всегда замкнут, т. е. на

Полный ток в цепях переменного тока всегда замкнут, т. е. на

конце проводника обрывается лишь ток проводимости, а в диэлектрике (вакууме) между концами проводника имеется ток смещения, который замыкает ток проводимости.
Из всех физических свойств, присущих току проводимости, току смещения лишь присуще одно — способность создавать в окружаю-щем пространстве магнитное поле.
Слайд 13

Теорема о циркуляции вектора Н: Полный ток: Обобщенная теорема о циркуляции вектора Н:

Теорема о циркуляции вектора Н:
Полный ток:
Обобщенная теорема о циркуляции вектора Н:

Слайд 14

2. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной форме Материальные уравнения связи Уравнения Максвелла в интегральной форме


2. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной форме


Материальные

уравнения связи

Уравнения Максвелла в интегральной форме

Слайд 15

Физический смысл уравнений Максвелла: Источниками электрического поля могут быть либо электрические

Физический смысл уравнений Максвелла:
Источниками электрического поля могут быть либо электрические заряды,

либо изменяющиеся во времени магнитные поля
Магнитные поля могут возбуждаться либо движущимися электрическими зарядами (электрическими токами), либо переменными электрическими полями.
Уравнения Максвелла не симметричны относительно электрического и магнитного полей (существуют электрические заряды, но нет зарядов магнитных).
Слайд 16

Уравнения Максвелла для стационарных полей: Источниками электрического поля являются только электрические

Уравнения Максвелла для стационарных полей:

Источниками электрического поля являются только электрические заряды,
источниками

магнитного — только токи проводимости.

Электрические и магнитные поля независимы друг от друга.

Слайд 17

Полная система уравнений Максвелла в дифференциальной форме:

Полная система уравнений Максвелла в дифференциальной форме:

Слайд 18

Теоремы векторного анализа, используемые при переходе от интегральной формы уравнений к дифференциальной: Теорема Стокса: Теорема Гаусса:

Теоремы векторного анализа, используемые при переходе от интегральной формы уравнений к

дифференциальной:
Теорема Стокса:
Теорема Гаусса:
Слайд 19

Значение теории Максвелла: 1. Показано, что электромагнитное поле – это совокупность

Значение теории Максвелла:
1. Показано, что электромагнитное поле – это

совокупность взаимосвязанных электрических и магнитных полей.
2. Предсказано существование электромагнитных волн, распространяющихся от точки к точке с конечной скоростью.
3. Показано, что световые волны являются электромагнитными волнами.
4. Связано воедино электричество, магнетизм и оптика.
Слайд 20

Существование электромагнитных волн - переменного электромагнитного поля, распространяющегося в пространстве с

Существование электромагнитных волн - переменного электромагнитного поля, распространяющегося в пространстве с

конечной скоростью света, - вытекает из уравнений Максвелла.
Электромагнитное поле — фундаментальное физическое поле, взаимодействующее с электрически заряженными телами, а также с телами, имеющими собственные электрические и магнитные моменты. Представляет собой совокупность электрического и магнитного полей, которые могут, при определенных условиях, порождать друг друга.