Теория электромагнитного поля. Закон Кулона. Теорема Гаусса в интегральной форме, страница 14

 Тепловые потери в этом случае не подчиняются з-ну Джоуля – Ленца.

   4.Ток смещения в вакууме.

Одной из важнейших теоретических идей Максвелла была мысль о симметрии во взаимодействии электрич-го и магн-го полей. А именно поскольку изменяющееся во времени магн-е поле создаёт электрич-е поле ,следует ожидать ,что и меняющееся во времени электрич-е поле создаёт поле магн-е .

   В связи с этим Максвелл предположил называть также электрич-м током изменение во времени электрич-го поля в вакууме,т.к. при этом образуется магн-е поле .Этот вид тока наз-ся током смещения в вакууме:

   Ток смещения в вакууме эквивалентен току проводимости только в отношении способности создавать магн-е поле .А отличие в том ,что ток смещения не вызывает тепловых потерь .

Ток проводимости и ток переноса могут быть в постоянных и переменных во времени полях.Ток поляризации и смещения в вакууме только в переменных во времени электрических полях.

   5.Сумму тока поляризации и смещения в вакууме называют током смещения в диэлектрике.

  В результате плотность полного тока : 

  В дальнейшем мы не будем учитывать ток переноса и

   В проводящей среде ток проводимости настолько больше тока смещения, что последним можно пренебречь. В диэлектрике наоборот ток смещения много больше тока проводимости и последний не учитывают .В полупроводящей среде токи проводимости и смещения соизмеримы.

   Полная система ур-й электромагнитного поля.

   Уравнения ЭМП были установлены Максвеллом путём обобщения соотношений для постоянных электрич-х и магн-х полей. Эти обобщения для переменных полей в любых средах были не выведены ,а постулированы .    Полученные т.о. ур-я автоматически обращаются в ур-я для постоянных полей, если содержащихся в них производных по времени величин характерных поле приравнять к 0.

   Первое ур-е Максвелла явл-ся обобщением закона полного тока в дифф-й форме

   Обобщение закл-ся в том,что правая часть ур-я –это плотность полного тока          

   Физический смысл этого ур-я :

  Вихревое магн-е поле возбуждается как токами проводимости так и изменяющимся во времени электрическим полем .

   Второе ур-е Максвелла явл-ся обобщением з-на электромагнитной индукции:              

  Обобщение закл-ся в том,что при изменении во времени магн-го поля , электрич-е поле возникает в любой среде, а не только в проводящем контуре.                                       

2 –е Уравнение Максвелла

  Обобщения т.Гаусса в дифф.форме и принципа непрерывности магнитного потока не изменяет формы записи этих соотношений по сравнению с установленными ранее для постоянных полей:

         

          

   Последнее ур-е показывает, что никаких источников м.п. кроме эл. токов в природе не существует. Помимо указанных 4-х соотношений к системе ур-й электромагнитного поля относятся выражения связывающие между собой величины входящие в указанные равенства:

       

             

 , где  -напряженность сторонних сил .

   Система ур-й поля должна быть дополнена выражением для энергии электромагнитного поля .Согласно постулату Максвелла ,плотность энергии эл. магнитного поля определ. как сумма плотностей энергии эл-го и магн-го полей.                                  

      К полной системе ур-й относят также выражение тепл.пот. в ед. объема в-ва (з-н Джоуля-Ленца в дифф. форме )

,где - плотность тока.

   Приведенная сист.ур-й вместе с условием на границе раздела сред :

,

   Из ур-й Максвелла следует важный вывод о сущ-ии принципиально нового

 физ. явления -Э.М.П. способного сущ-ть самостоятельно, без эл. зарядов и

 токов. Действительно всякому изменению во времени магн. поля соотв-т  возникновение поля эл-го ,а изменение эл. поля в свою очередь возбуждает м.п.. За счет непрерывного взаимопревращения они должны сохраняться .

   Поля такого поля наз-ся эл. магн. волнами. В вакууме они распростр. со скоростью света:. Всякая цепь переем-го тока излучает эл. магн. волны, однако оно становится значительным при частотах Гц.

   Способность LC-контура к излучению зависит от числ. конфигурации. Для

увеличения этой способности необходимо создать условия ,чтобы эл-е или магн-е          

поле были сосредоточены (распределены) в одной и той же области простр-ва,         

окружающей LC- контур: