Det Maxwells ligninger blev offentliggjort af forskeren “ James Clerk Maxwell ”I året 1860. Disse ligninger fortæller, hvordan ladede atomer eller grundstoffer tilvejebringer elektrisk kraft samt en magnetisk kraft for hver enhedsopladning. Energien for hver enhedsopladning betegnes som feltet. Elementerne kunne være ubevægelige ellers i bevægelse. Ligningerne af Maxwell forklarer, hvordan magnetfelter kan dannes af elektriske strømme såvel som ladninger, og endelig forklarer de, hvordan et elektrisk felt kan producere et magnetfelt osv. Den primære ligning tillader dig at bestemme det elektriske felt dannet med en ladning. Den næste ligning giver dig mulighed for at bestemme magnetfeltet, og de resterende to vil forklare, hvordan felter flyder omkring deres forsyninger. Denne artikel diskuterer Maxwell teori eller Maxwells lov . Denne artikel diskuterer en oversigt over Maxwell elektromagnetisk teori .
Hvad er Maxwells ligninger?
Det Maxwell ligning afledning indsamles af fire ligninger, hvor hver ligning forklarer en kendsgerning tilsvarende. Alle disse ligninger er ikke opfundet af Maxwell, men han kombinerede de fire ligninger, som er lavet af Faraday, Gauss og Ampere. Selvom Maxwell inkluderede en del af informationen i den fjerde ligning, nemlig Ampere's lov, gør det ligningen komplet.
Maxwells ligninger
- Den første lov er Gauss lov beregnet til statiske elektriske felter
- Den anden lov er også Gauss lov beregnet til statiske magnetfelter
- Den tredje lov er Faradays lov der fortæller ændring af magnetfelt vil producere et elektrisk felt.
- Den fjerde lov er Ampere Maxwells lov der fortæller ændring af elektrisk felt vil producere et magnetfelt.
De to ligninger af 3 & 4 kan beskrive en elektromagnetisk bølge der kan sprede sig selv. Grupperingen af disse ligninger fortæller, at en magnetfeltændring kan producere en elektrisk feltændring, og derefter vil dette producere en yderligere magnetfeltændring. Derfor fortsætter denne serie såvel som et elektromagnetisk signal er klar såvel som det spreder sig i hele rummet.
Maxwells fire ligninger
Maxwells fire ligninger forklare de to felter, der forekommer fra såvel elektrisk som strøm. Felterne er nemlig elektriske såvel som magnetiske, og hvordan de varierer inden for tid. De fire Maxwells ligninger inkluderer følgende.
- Første lov: Gauss 'lov for elektricitet
- Anden lov: Gauss 'lov for magnetisme
- Tredje lov: Faradays lov om induktion
- Fjerde lov: Ampere's lov
Ovenstående fire Maxwells ligninger er Gauss for elektricitet, Gauss for magnetisme, Faradays lov for induktion. Ampere's lov er skrevet på forskellige måder som Maxwell ligninger i integreret form og Maxwell ligninger i en differentiel form som diskuteres nedenfor.
Maxwell ligningssymboler
Symbolerne i Maxwells ligning inkluderer følgende
- ER betegner elektrisk felt
- M betegner magnetisk arkiveret
- D betegner elektrisk forskydning
- H angiver magnetfeltstyrke
- P. angiver ladningstæthed
- jeg betegner elektrisk strøm
- ε0 betegner tilladelse
- J angiver strømtæthed
- μ0 betegner permeabilitet
- c angiver lysets hastighed
- M betegner magnetisering
- P betegner polarisering
Første lov: Gauss 'lov for elektricitet
Det første Maxwells lov er Gauss-lov som bruges til elektricitet . Gauss-loven definerer, at den elektriske strøm fra enhver lukket overflade vil være proportional med hele ladningen, der er lukket i overfladen.
Gauss 'lovintegrale form opdager anvendelse under beregning af elektriske felter i området af ladede genstande. Ved at anvende denne lov på en punktafgift i det elektriske felt kan man demonstrere, at den er pålidelig med Coulombs lov.
Selvom det primære område i det elektriske felt tilvejebringer et mål for den inkluderede nettoladning, tilbyder den elektriske feltafvigelse et mål for kildens kompakthed og inkluderer også implikationer, der anvendes til beskyttelse af ladning.
Anden lov: Gauss 'lov for magnetisme
Det anden Maxwells lov er Gauss-lov som bruges til magnetisme. Gauss-loven siger, at afvigelsen af magnetfeltet er lig med nul. Denne lov gælder for magnetisk strømning gennem en lukket overflade. I dette tilfælde peger areavektoren ud fra overfladen.
Magnetfeltet på grund af materialer genereres gennem et mønster kaldet en dipol. Disse poler er bedst betegnet med strømløkker, men ligner positive såvel som negative magnetiske ladninger, der usynligt hopper sammen. Under betingelser for feltlinjer fastslår denne lov, at magnetfeltlinjer hverken starter eller slutter, men skaber sløjfer, ellers udvides til uendelig og omvendt. Med andre ord skal enhver magnetfeltlinje, der går gennem et givet niveau, forlade denne lydstyrke et eller andet sted.
Denne lov kan skrives i to former, nemlig integreret form såvel som differentiel form. Disse to former er ens på grund af divergenssætningen.
Tredje lov: Faradays lov om induktion
Det tredje Maxwells lov er Faradays lov som bruges til induktion. Faraday-loven siger, at hvordan et tidsændrende magnetfelt vil skabe et elektrisk felt. I integreret form definerer det, at indsatsen for hver enhedsopladning er nødvendig for at bevæge en ladning i området med en lukket sløjfe, der svarer til reduktionshastigheden for den magnetiske flux under den lukkede overflade.
I lighed med magnetfeltet inkluderer det energisk inducerede elektriske felt lukkede feltlinjer, hvis de ikke er anbragt af et statisk elektrisk felt. Denne elektromagnetiske induktionsfunktion er arbejdsprincippet bag flere elektriske generatorer : for eksempel skaber en magnet med en roterende bjælke en magnetfeltændring, som igen producerer et elektrisk felt i en næsten ledning.
Fjerde lov: Ampere's lov
Det fjerde af Maxwells lov er Ampere's lov . Ampere-loven siger, at generering af magnetfelter kan ske på to metoder, nemlig med elektrisk strøm såvel som med skiftende elektriske felter. I integreret type vil det inducerede magnetfelt i området for en hvilken som helst lukket sløjfe være proportional med den elektriske strøm og forskydningsstrøm i hele den lukkede overflade.
Maxwells ampere-lov vil gøre sættet af ligningerne nøjagtigt pålidelige for ikke-statiske felter uden at ændre Ampere såvel som Gauss-love for faste felter. Men som et resultat forventer det, at en ændring af magnetfeltet vil fremkalde et elektrisk felt. Disse matematiske ligninger tillader således selvforsynende elektromagnetisk bølge til at bevæge sig gennem det tomme rum. De elektromagnetiske bølger hastighed kan måles, og det kunne forventes af strømmen såvel som ladning eksperimenter matcher lysets hastighed, og dette er en type elektromagnetisk stråling.
∇ x B = J / ε0c2 + 1 / c2 ∂E / ∂t
Således handler det hele om Maxwells ligninger . Af ovenstående ligninger kan vi endelig konkludere, at disse ligninger inkluderer fire love, der er relateret til det elektriske (E) såvel som magnetiske (B) felt, der er diskuteret ovenfor. Maxwells ligninger kan skrives i form af tilsvarende integral såvel som differentieret. Her er et spørgsmål til dig, hvad er anvendelserne af Maxwells ligninger?
