
- •Теоретические основы электротехники
- •Основные уравнения электромагнитного поля в интегральной форме
- •Интегральные параметры
- •Теорема Гаусса и постулат Максвелла в дифференциальной форме
- •Закон полного тока в дифференциальной форме
- •Ротор вектора также является вектором, поэтому записанное уравнение содержит три уравнения для проекций
- •По аналогии запишем выражение для закона электромагнитной индукции
- •Полная система уравнений электромагнитного поля в дифференциальной форме
- •Граничные условия
- •2. На поверхности раздела проводника и диэлектрика
- •Граничные условия в электрическом поле токов
- •Граничные условия в магнитном поле
- •Теоремы Остроградского – Гаусса и Стокса
- •Используя выражение для электрического тока через некоторую поверхность S , ограниченную контуром l

2. На поверхности раздела проводника и диэлектрика
В статическом поле заряды располагаются на поверхности проводника ( ≠ 0), поэтому внутри проводника поле отсутствует (E1 = 0, D1 = 0). Используя соотношения, полученные выше можем записать:
1 |
|
2 |
1 |
2 |
E1 (D1) = 0 |
|
|
E2 (D2) |
D2 |
|
|
|||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
E1 E2 0 ; |
E2 E2n ; |
2 0 |
D2 0; D2 D2n |
E2n |
|
|
2 |
||||||
|
|
|
|
|
В электростатическом поле векторы напряженности и смещения перпендикулярны поверхности проводника
12

Граничные условия в электрическом поле токов
На границе раздела двух сред с различными удельными электрическими проводимостями, применяя аналогично рассмотренному выше закон электромагнитной индукции и принцип непрерывности электрического тока, можем записать:
Edl 0 |
|
|
J1n J2n |
1 |
tg 1 |
Jds 0 |
E1 E2 |
2 |
tg 2 |
||
abcd |
|
|
|
|
|
На поверхности раздела сред с различными удельными электрическими проводимостями равны касательные (по отношению к границе) составляющие векторов напряженности электрического поля и нормальные составляющие векторов плотности электрического тока
13

Граничные условия в магнитном поле
На границе раздела двух сред с различными магнитными проницаемостями, применим аналогично рассмотренному выше закон полного тока и принцип непрерывности магнитного потока:
Hdl |
i 0 |
Считаем, что по поверхности раздела магнетиков не протекает электрический ток. |
|
|
Bds 0
H1 H 2 |
B1n B2n |
1 |
tg 1 |
|
2 |
||||
|
|
tg 2 |
На поверхности раздела сред с различными магнитными проницаемостями равны касательные (по отношению к границе) составляющие векторов напряженности магнитного поля и нормальные составляющие векторов индукции магнитного поля.
14

Теоремы Остроградского – Гаусса и Стокса
Теорема Остроградского – Гаусса позволяет преобразовать объемный интеграл в поверхностный, а теорема Стокса – поверхностный интеграл в линейный для произвольных функций, непрерывных вместе со своими первыми производными в исследуемых областях.
Запишем выражение для электрического заряда в некоторой области V, ограниченной замкнутой поверхностью S, и применим постулат Максвелла к левой и правой части этого уравнения:
q dV |
|
|
Dds div DdV |
||
V |
S |
V |
Теорема Остроградского – Гаусса:Интеграл от дивергенции вектора D по некоторому объему равен интегралу от вектора D по замкнутой поверхности, ограничивающей этот объем.
16

Используя выражение для электрического тока через некоторую поверхность S , ограниченную контуром l , и применив закон полного тока к обеим частям этого уравнения, получим:
|
|
|
|
i Jds |
|
||
|
Hdl rot Hds |
||
S |
l |
S |
|
Теорема Стокса: Интеграл от ротора вектора H по некоторой поверхности равен интегралу от вектора H по замкнутому контуру, ограничивающему эту поверхность
16