43. Уравнения Максвелла.

Первое уравнение Максвелла:

 

 

 

 

∂

 

=

 

+ ε

∂

 

 

 

 

∂

 

 

 

 

 

 

 

D

E

E

(0.1)

rotH

=

 

+

= gE

+ ε

j

j

 

 

 

 

 

∂t

∂t

∂t

 

в декартовых координатах:

∂H

z

−

∂H y

= gE

 

+ ε

∂E

x

,

∂H

x

−

∂H

z

= gE

 

+ ε

∂Ey

,

∂H y

−

∂H

x

 

= gE + ε

∂E

z

. (0.2)

∂y

 

∂z

 

∂t

 

∂z

 

∂x

 

 

∂t

∂x

∂y

 

 

∂t

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 21. К определению вихрей переменного магнитного поля: а) контур l охватывает проводники с током,

б) контур l охватывает переменное электрическое поле.

Физический смысл первого уравнения Максвелла: магнитное поле порождается не только током проводимоссти, но и изменением во времени связанных зарядов – током смещения.

Интегрируя первое уравнение Максвелла (1.68) по произвольной поверхности S, получим:

∫ rot

 

 

 

= ∫

 

 

+ ∫ε

∂

E

 

 

,

(0.3)

H

dS

 

jdS

dS

S

 

 

 

S

 

 

S

∂t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интеграл в левой части прреобразуем по теореме Стокса в циркуляцию вектора H по контуру l поверхности S, а интегралы в правой части есть полный ток проводимости и полный ток смещения, соответственно. Исходя из этого, получаем закон полного тока:

∫

 

 

 

= I + ICM

= I +

dN

= I

ПОЛН ,

(0.4)

H

dl

 

 

l

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

являющийся обобщением равенства (1.47), где:

N = ∫ε EdS -

S

- поток вектора электричееской индукции.

Второе уравнение Максвелла:

Рис. 22. К определению вихрей переменного электрического поля.

 

 

 

 

 

∂

 

 

= −μ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rot

 

= −

B

∂H

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0.5)

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂t

∂t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в декартовых координатах:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂Ez

 

∂Ey

∂H x

 

∂Ex

 

∂Ez

 

∂H y

 

∂Ey

 

∂Ex

 

∂H z

 

 

 

−

 

 

= −μ

 

 

,

 

−

 

= −μ

 

,

 

−

 

= −μ

 

. (0.6)

 

∂y

 

∂z

∂t

∂z

∂x

∂t

∂x

∂y

∂t

Меняющееся во времени магнитное поле вызывает (независимо от параметров среды) электрическое поле и при том такое, что для всякого произвольно выбранного контура циркуляция вектора напряжённости этого поля равна взятой с обратным знаком скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.

Уравнение источников электрического поля:

divε E = ρ ,

в декартовых координатах:

∂Ex

+

∂Ey

+

∂Ez

=

ρ

∂x

 

∂z

 

.

∂y

ε

Уравнение источников магнитного поля:

divμ H = 0 ,

в декартовых координатах:

∂H x + ∂H y + ∂H z = 0 . ∂x ∂y ∂z

Соседние файлы в папке Новая папка