Fizikai Foundations Villamosmérnöki
Elektromágneses mező - egy különleges formája számít, megnyilvánuló tulajdonságai az elektromos töltések. Charged részecskék - a fő szerkezeti része az atomok és a molekulák az anyagok. A töltött részecskék körül elektromágneses teret. A fő jellemzője a töltött részecskék - a díjat. Charge - egy jellemző valós járműben. Elektromos töltések kölcsönhatásba keresztül mágneses mezőt. így minden díj forrása az elektromágneses mező és ezzel egyidejűleg van kitéve befolyásolni egyéb díjak. Töltés és az elektromágneses tér elválaszthatatlanok. Elektromos töltés - a fizikai mennyiség, amely meghatározza az intenzitása a elektromágneses kölcsönhatás.
Az elektromágneses mező két összekapcsolt oldali: az elektromos mező és a mágneses mező. Tény, hogy a mező, de bizonyos körülmények között lehet tekinteni az egyik oldala.
Általánosságban, az elektromos és mágneses mezők összekapcsolódnak - egyetlen elektromágneses mező. Az álló területek, amelyek mindegyike relatív autonómiáját és külön lehet vizsgálni.
A kvantitatív értékelést az elektromágneses mező venni a töltés hatására a területen. Az erőssége közötti kölcsönhatás a területen, és a töltés határozza meg a Lorentz-féle erő, figyelembe véve a két oldalán az elektromágneses mező: elektromos és mágneses mezők:
.
Itt: Q- díjat
1. E. nevű mezőt az egyik a két fél az elektromágneses mező, amely hat a rögzített elektromos töltése egy erő arányos a töltés mennyisége (és független a sebesség):
Alapvető fizikai mennyiség jellemzi az erő hatására a villamos tér minden pontján, és minden időpontban az elektromos mező vektort
2.Magnitnym nevű mezőt az egyik oldalán az elektromágneses mező, amely hat a mozgó elektromos töltés arányos erő nagysága a töltés és a sebessége:
Alapvető fizikai mennyiség jellemzi az erő hatására a mágneses mező minden pontján, és minden időpontban a mágneses indukció vektor
elektromos mező
Elektromos töltések forrásai elektromos mező. Az elektromos mező jellemzi elektromos térerősség. Térerősség
ahol Fe - erő határozza meg Coulomb-törvény; r- közötti távolság felelős központok; F / m - a dielektromos állandó (permittivitás szabad hely).
Az irány az elektromos mező egybeesik az irányba ható erő a részecske (vizsgálati szerv) pozitív előjellel (test azonos töltések taszítják egymást, és a test díjak különböző előjelű állítják).
A kapcsolat a villamos térerősség, és töltés fejezi Gauss-tétel az elektromos mező vákuum:
Áramlási vektor az elektromos mező segítségével egy tetszőleges zárt felület vákuumban arányos töltés belül, hogy a felszíni.
Az elektromos mező az anyagban.
Ha a külső villamos teret hoznak létre a dielektromos az intézkedés alapján a térerősség fordul elő a szigetelőben elmozdulását kötött díjak a molekulák az anyag ( „+” - a villamos tér irányában vonalak, „” - az ellenkező irányba). Offset a töltés az anyagban az elektromos térerősség az úgynevezett polarizációs anyagot.
A mértéke dielektromos polarizáció, ha egy elektromos mező polarizációs becsült vektor
arányos a vektor az elektromos mező a dielektromos:
ahol
Az elektromos mezőt a dielektromos szuperpoziciójával két területen - a külső és belső. A belső tér jön létre csak a jelenlétében a külső mező miatt dielektromos polarizáció, és a legtöbb esetben, eltűnt a hiányában a külső tér (dielektrikumok kerülnek polarizált külső területen, némi maradék polarizáció - electrets és ferroelectrics).
Jellemzésére az elektromos mező az anyagot bevezette a villamos elmozdulásvektorból
Mivel a relatív dielektromos dielektromos, megkapjuk:
.
Itt - abszolút dielektromos állandója az anyag;
A relatív dielektromos állandója az anyag jellemzi azt, hogy egy anyag polarizált (hányszor a területen a dielektromos gyengébb, mint a void). Minden olyan anyag
Akkor megkapjuk az általános Gauss-tétel:
Takarmány elektromos elmozdulásvektorból keresztül egy tetszőleges zárt felület mentes töltés a felületen belül.
A legtöbb anyag, a relatív dielektromos állandó állandó, azaz, Ez gyakorlatilag független az elektromos mező (lineáris dielektrikumok). Ez a linearitás van a felső határérték (a határérték a térerősség RE - dielektromos letörési ;. E-érték térerő, amelynél letörés fellép az úgynevezett átütési szilárdság - a légi Ebr = 30 kV / cm.).
Egy általános Gauss-tétel a homogén közegben (a = const):
.
Ha r = 1, megkapjuk az eredeti Gauss-tétel.
Lehetséges, az elektromos mező feszültséget.
Energia területén jellemző a potenciál. Az elektromos mező a rögzített díjak (elektrosztatikus mező), a közvetlen áramok (stacionárius elektromos mező) potenciális: potenciál nem függ az alak a útvonalat, amely mentén töltés mozgatjuk egyik helyről a másikra. A váltakozó áramú áramkör történik kvázi-stacionárius elektromos mező. Ez lehetővé teszi, hogy jellemezzük az elektromos mező potenciál minden egyes pont egy skalár mennyiség olyan koordináták függvényeként - potenciál.
A potenciálját minden egyes pontja az elektromos mező (pont „N”) számszerűen egyenlő a térerősség mozgásának egység pozitív töltés ettől a ponttól arra a pontra, mező, melynek potenciálja a nulla (talajfelszín vagy végtelenül távoli pont):
Ez az értékelést elvégezte potenciálja nulla a végtelenségig.
Feszültség - van munka erőtér a mozgás az egység pozitív töltés (q = 1kl) pontjai közötti területen:
.
A potenciálkülönbség (feszültség) a fizikai mennyiség, egyenlő a szerves a lineáris vektor potenciál térerősség vett egyik pontról a másikra, és független a választás a integráció útján ezen pontok között.
A fő jellemzője az elektromos mező egy vektor az intenzitás. A potenciális területén használhatja skalár jellemzője - a potenciális energiaként jellemző.
A DC villamos áramkör van egy helyhez kötött elektromos mező - ellentétben a fix felelős az elektrosztatikus mező. Ezt támasztja alá az EMF energiaforrások. EMF forrás közvetlenül teremt, és támogatja a felesleges költségeket, elosztva a karmester. A díjak viszont támogatott a helyhez kötött elektromos. mezőben. Ezek a felesleges költségeket vannak elosztva a felszínen a vezetékek (nem.), És megszünteti a forrás önálló semlegesítjük.
A statikus elektromos mezőt a elektrosztatikus kontraszt jön létre és tartja fenn a forrás EMF, és ezen a téren nem létezik csak a dielektromos vezető köré, hanem a vezetők. A statikus elektromos mező, valamint egy elektrosztatikus potenciál (EMF a régióban külső forrásból).
Az AC áramkör fordul quasistationary e. mezőt, ha a változás mértéke az elektromos mező és a vonal hosszát kicsik. Feltétel quasistationarity AC (és a területen általuk létrehozott) az a követelmény, hogy az idő terjedési előre meghatározott hosszúságú kábelt lényegesen kisebb, mint az időszak:
,
ahol
