29.Ток смещения

При прохождении переменного тока по цепи с конденсатором между обкладками конденсатора заряды не могут перемещаться это приводит к тому что линии тока обрываются у поверхности пластины конденсатора, в результате чего ток проводимости текущий по проводнику соединяющий обкладки конденсатора оказывается разомкнутым. Но между обкладками конденсатора имеется переменное электрическое поле, которое можно охарактеризовать смещением Д. Д=εε_оF.

Максвел предположил что линии тока проводимости непрерывно проходят на границе обкладок в линии тока называемого им током смещения. Плотность тока смещения равна , а током смещения сквозь произвольную поверхность S называется величина численно равная потоку вектора плотности тока смещения сквозь эту поверхность т.е. /

Из всех физических свойств предписал току проводимости Максвелл предписал току смещения лишь одно – способность создавать в окружающем пространстве магнитное поле. Введение тока смещения по существу означало открытие того фундаментального факта, что переменное электрическое поле обуславливает возникновение вихревого магнитного поля.

30.Уравнение Максвелла в интегральной форме.

В учении об электромагнетизме уравнение Максвелла играют такую же роль как законы Ньютона в механике или основные законы (начало) термодинамики.

I уравнение Максвелла является обобщением закона электромагнитной индукции. В самом общем случае оно заключается в следующей форме

, где - циркуляция вектора Е, - -ЭДС электромагнитной индукции, - другая ЭДС которые имеются в контуре L.

II уравнение Максвелла является обобщенным законом полного тока и имеет вид.

, -циркуляция вектора Н, -сумма токов проводника, -ток смещения.

III уравнение Максвелла отражает теорему Остроградского-Гаусса для потока вектора электромагнитного смещения Д сквозь произвольную замкнутую поверхность S охватывающий суммарный заряд q. .

IV уравнение Максвелла представляет собой теорему Остроградского-Гаусса для магнитного потока сквозь произвольную замкнутую поверхность S. .

К этим уравнениям следует присоединить следующие соотношения:

, где j-плотность тока в данной точке проводника, σ-удельная электропроводность.

31.Электрический колебательный контур. Свободные незатухающие электромагнитные колебания.

Электромагнитные колебания (периодические изменения силы тока и связанных с ней величин) могут возникнуть в цепи содержащий индуктивность и емкость, такая цепь называется колебательным контуром.

Если активное сопротивление контура R=0, то колебание в таком контуре являются свободными, не затухающими. Например для заряда на обкладках конденсатора уравнение свободных незатухающих колебаний будет иметь вид. q=q_o sin(ω_ot+φo), здесь ω_o=1/ - соответственная частота колебательного контура, соответственно период колебания. То=2π -формула Томпсона.

32.Свободные затухающие электромагнитные колебания.

Если R≠0 то свободные колебания будут затухающими , где -амплитуда затихающих колебаний в момент времени t. , –циклическая частота затухающих колебаний.

Для получение незатухающих электромагнитных колебаний в реальном колебательном контуре необходимо из вне подводить энергию, компенсирующую потери на Ленц-Джолево тепло. В этом случае ток будет иметь дело не со свободными, а с вынужденными электромагнитными колебаниями.

Для осуществления таких колебаний необходимо включить в колебательный контур источник электрической энергии ЭДС которая периодически изменяется.

33.Вынужденные колебания. Резонанс.

Явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний (например силы тока) в колебательном контуре при приближении циклической частоты вынуждающей ЭДС к резонансной циклической частоте ω_р называется явлением резонанса в электрической цепи.

34.Энергия электромагнитных волн. Вектор Умова-Пойтинга.

Распространяющийся в пространстве электромагнитное поле в котором напряженности электрического и магнитного полей изменяются по периодическому закону называемым электромагнитной волной. Гармоническую волну можно графически представить в виде двух синусоид лежащих в взаимно перпендикулярных плоскостях , одна синусоида отражает колебание вектора Е, другая Н.

Единица объема электромагнитного поля содержится энергия.

Т.к. электромагнитная волна распространяется со скоростью то, очевидно через единицу площади в единицу времени пройдет поток энергии равной , векторной форме записи получают выражение S= . Вектор S ориентированный по направлению распространения волны называется вектором Умова-Пойтинга. Он численно равен энергии переносимой электромагнитной волной , через единичную площадку в единице времени.