Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
10-05-2013_21-46-02 / СЛАЙДЫ-ЭЛ.М-ЗМ / СЛАЙДЫ-ЭЛ.М-ЗМ / 7 Система ур-ий Максвелла Microsoft Office PowerPoint.ppt
Скачиваний:
21
Добавлен:
15.03.2015
Размер:
529.41 Кб
Скачать

 

 

1 – ое уравнение Максвелла в дифференциальной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

форме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

Преобразуем 1-е ур-ие М. так, чтобы Е

1. ÑEl dl 0 (

 

 

 

 

и Н относились к одной и той же точке

t )n dS

 

 

пр-ва.

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

S

 

 

 

 

 

 

Для этого применим его к дифф-но

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

малой площадке dS, ограниченной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прямоугольным контуром,

 

 

4

 

 

 

 

 

 

3 ориентированным(l ) :1 2 (см3 .рис4

.)…

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dS dy dz

n

(п.п.в

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Преобразование правой части

k

 

 

n

y

 

 

 

 

ур-я М.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

( H )n dS 0

 

(Hn) dS 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

0

Hn dS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

t

 

S

t

 

 

t S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

Hx dydz

0 t

Hx - усредненное значение по

поверхности dS

z

4

3

1 2

k j n i

x

Преобразование левой части ур-

В точке 1 E Exi Ey j Ez k

1 2 El

Ey

 

 

 

 

 

dl dy

y 2 3 El Ez

 

Ez

dy

dl dz

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

3 4 E E

 

 

Ey

dz dl dy

y

 

l

 

 

 

z

 

 

 

4 1 El

Ez

 

 

 

 

dl dz

 

 

 

 

 

Ñ

 

 

 

 

 

E

 

 

Ey

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E dl E dy (E

 

z dy)dz (E

z

dz)dy E dz

l

l

y

 

z

 

y

y

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ñ

 

E

 

Ey

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E dl (

 

z

z

)dydz

 

 

 

l

l

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соединим левую и правую

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

части:

 

Ey

 

Hx

 

Ez

 

Ey

 

 

 

Hx

Ez

 

 

 

 

 

0

 

( y

 

z

)dydz 0

t

dydz

y

 

z

 

 

 

t

 

z

4

 

3

 

Свойства среды не зависят от

 

 

 

 

выбора направления осей…

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

Циклическая

 

 

 

 

 

z

y

 

k

 

n

 

 

перестановка:

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

y

(поворот осей)

 

 

 

 

 

 

 

H y

 

 

i

 

 

 

 

E

x

E

z

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

z

 

x

 

 

0

 

Ey

 

E

x

H

z

 

x

 

0 t

 

 

y

 

Все три равенства объединим в одно

векторное

 

 

 

E

z

Ey

 

r

 

 

 

H

x

r

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

)i

0

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

z

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

Ex

 

 

Ez

 

 

 

 

H y

 

 

 

H

 

(

 

z

 

x

) j 0

 

 

 

 

 

j

 

rot E 0

 

 

 

 

 

t

 

 

t

 

 

 

Ey

 

 

E

 

 

 

r

 

 

 

H

z

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

x

)k

0

 

 

k

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналогично получается 2-ое ур-ие М. в дифференциальной форме:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

r

 

E

 

2. ÑHl dl jndS 0

(

E )n dS

 

 

0

 

 

 

rot H j

 

l

S

S

t

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 - е уравнение Максвелла (теорема Гаусса) в дифференциальной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

форме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ÑEndS

1

 

 

 

dV

Преобразуем 3-е ур-ие М. так, чтобы Е и

 

 

 

относились к одной и той же точке пр-ва.

0

 

S

V

Для этого применим его к дифф-но малому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

объему dV в виде параллелепипеда

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(см.рис.)…

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dV = dx dy dz

В точке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

j

y

 

 

i

x

Верх-яя и нижн-яя

 

грани

 

Задн-яя и перед-яя

 

грани

 

Левая и правая

 

грани

E Exi Ey j Ezk

d (d upper d lower ) (d back d front )

(d left d right )

n

z

А

k j n y

i

x

Вычисление потока через верхнюю и нижнюю грани

d lower (E n)dS (Exi Ey j Ezk )ndS 0 0 EzkndS Ezdxdy

d upper (Ez Ez dz)dxdy

z

d upper d lower Ez dxdydz

z

d upper d lower Ez dxdydz

z

d back d front Ex dxdydz

x

d left

d right

 

Ey

 

dxdydz

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полный поток:

(

Ex

 

Ey

 

Ez

)dxdydz

y

d

x

 

z

3. ÑEndS

1

dV

1

dV

1

dxdydz

 

 

0

0

 

0

S

 

V

 

V

 

 

Таким образом,…

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Ex

 

Ey

 

Ez

 

1

 

 

x

y

z

0

r divE 0

Аналогично:

H

x

H y

 

H

z

 

4.

 

0

 

y

z

 

x

 

 

 

divH 0

Система уравнений Максвелла в дифференциальной форме

 

r

 

 

 

H

1

rot E 0

t

 

 

 

 

 

 

 

r

 

r

 

E

2

rot H

j

 

r

 

 

 

 

0 t

 

 

 

 

 

 

3

divE

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

4

divH 0

 

 

 

5

j E

 

 

 

Нейтральная, непроводящая среда

j 0,

0.

r H rot E

0 t

r E rot H

0 t

divE 0

divH 0