De Maxwells ligninger ble utgitt av forskeren “ James Clerk Maxwell ”I 1860. Disse ligningene forteller hvordan ladede atomer eller grunnstoffer gir elektrisk kraft samt en magnetisk kraft for hver enhetslading. Energien for hver enhetslading betegnes som feltet. Elementene kan være urørlige ellers beveger seg. Ligningene til Maxwell forklarer hvordan magnetfelt kan dannes av elektriske strømmer i tillegg til ladninger, og til slutt forklarer de hvordan et elektrisk felt kan produsere et magnetfelt osv. Den primære ligningen lar deg bestemme det elektriske feltet som dannes med en ladning. Den neste ligningen lar deg bestemme magnetfeltet, og de resterende to vil forklare hvordan felt flyter rundt forsyningene. Denne artikkelen diskuterer Maxwell teori eller Maxwells lov . Denne artikkelen diskuterer en oversikt over Maxwell elektromagnetisk teori .
Hva er Maxwells ligninger?
De Maxwell ligningsavledning blir samlet av fire ligninger, der hver ligning forklarer ett faktum tilsvarende. Alle disse ligningene er ikke oppfunnet av Maxwell, men han kombinerte de fire ligningene som er laget av Faraday, Gauss og Ampere. Selv om Maxwell inkluderte en del av informasjonen i den fjerde ligningen, nemlig Ampere's law, gjør det ligningen komplett.
Maxwells ligninger
- Den første loven er Gauss lov beregnet på statiske elektriske felt
- Den andre loven er også Gauss lov beregnet på statiske magnetfelt
- Den tredje loven er Faradays lov som forteller at endringen av magnetfeltet vil produsere et elektrisk felt.
- Den fjerde loven er Ampere Maxwells lov som forteller at endring av elektrisk felt vil produsere et magnetfelt.
De to ligningene på 3 og 4 kan beskrive en elektromagnetisk bølge som kan spre seg alene. Grupperingen av disse ligningene forteller at en magnetfeltendring kan produsere en elektrisk feltendring, og da vil dette produsere en ekstra magnetfeltendring. Derfor fortsetter denne serien i tillegg til at et elektromagnetisk signal er klart og sprer seg gjennom hele rommet.
Maxwells fire ligninger
Maxwells fire ligninger forklare de to feltene som oppstår fra strømforsyning så vel som strøm. Feltene er nemlig elektriske så vel som magnetiske, og hvordan de varierer over tid. De fire Maxwells ligningene inkluderer følgende.
- Første lov: Gauss ’lov for elektrisitet
- Andre lov: Gauss ’lov for magnetisme
- Tredje lov: Faradays lov om induksjon
- Fjerde lov: Ampere's Law
Ovennevnte Maxwells ligninger er Gauss for elektrisitet, Gauss for magnetisme, Faradays lov for induksjon. Ampere's lov er skrevet på forskjellige måter som Maxwell-ligninger i integrert form , og Maxwell-ligninger i differensiell form som er diskutert nedenfor.
Maxwell ligningssymboler
Symbolene som brukes i Maxwells ligning inkluderer følgende
- ER betegner elektrisk felt
- M betegner magnetisk arkivert
- D betegner elektrisk forskyvning
- H betegner magnetfeltstyrke
- P. betegner ladetetthet
- Jeg betegner elektrisk strøm
- ε0 betegner permittivitet
- J betegner strømtetthet
- μ0 betegner permeabilitet
- c betegner lysets hastighet
- M betegner magnetisering
- P betegner polarisering
Første lov: Gauss ’lov for elektrisitet
De først Maxwells lov er Gauss-lov som brukes til elektrisitet . Gauss-loven definerer at den elektriske strømmen fra en lukket overflate vil være proporsjonal med hele ladningen som er innesluttet i overflaten.
Gauss 'lovintegrerte skjema oppdager anvendelse under beregning av elektriske felt i regionen av ladede gjenstander. Ved å anvende denne loven på en punktladning i det elektriske feltet, kan man demonstrere at den er pålitelig med Coulombs lov.
Selv om det primære området i det elektriske feltet gir et mål for nettoladningen som er inkludert, gir det elektriske feltavviket et mål på kildens kompakthet, og inkluderer også implikasjoner som brukes for å beskytte ladningen.
Andre lov: Gauss ’lov for magnetisme
De andre Maxwells lov er Gauss lov som brukes til magnetisme. Gauss-loven sier at avviket til magnetfeltet er lik null. Denne loven gjelder magnetstrømmen gjennom en lukket overflate. I dette tilfellet peker areavektoren ut fra overflaten.
Magnetfeltet på grunn av materialer vil bli generert gjennom et mønster som heter dipol. Disse polene er best betegnet med strømløkker, men ligner på positive så vel som negative magnetiske ladninger som usynlig spretter sammen. I forhold til feltlinjer sier denne loven at magnetfeltlinjer verken starter eller slutter, men skaper sløyfer ellers utvides til uendelig og revers. Med andre ord må enhver magnetfeltlinje som går gjennom et gitt nivå gå ut av dette volumet et sted.
Denne loven kan skrives i to former, nemlig integralform så vel som differensialform. Disse to formene er like på grunn av avvikssetningen.
Tredje lov: Faradays lov om induksjon
De tredje Maxwells lov er Faradays lov som brukes til induksjon. Faraday-loven sier at hvordan et tidsendrende magnetfelt vil skape et elektrisk felt. I integrert form definerer den at anstrengelsen for hver enhetsladning er nødvendig for å flytte en ladning i området av en lukket sløyfe som tilsvarer reduksjonshastigheten for magnetstrømmen under den lukkede overflaten.
I likhet med magnetfeltet inkluderer det energisk induserte elektriske feltet lukkede feltlinjer, hvis de ikke plasseres av et statisk elektrisk felt. Denne elektromagnetiske induksjonsfunksjonen er arbeidsprinsippet bak flere elektriske generatorer : for eksempel skaper en magnet med en roterende stang en magnetfeltendring, som igjen produserer et elektrisk felt i en nær ledning.
Fjerde lov: Ampere's Law
De fjerde av Maxwells lov er Amperes lov . Ampere-loven sier at generering av magnetfelt kan gjøres på to metoder, nemlig med elektrisk strøm så vel som med skiftende elektriske felt. I integrert type vil det induserte magnetfeltet i området for en hvilken som helst lukket sløyfe være proporsjonalt med elektrisk strøm og forskyvningsstrøm gjennom hele den lukkede overflaten.
Maxwells ampere-lov vil gjøre settet av ligningene nøyaktig pålitelige for ikke-statiske felt uten å endre Ampere så vel som Gauss-lover for faste felt. Men som et resultat forventer den at en endring av magnetfeltet vil indusere et elektrisk felt. Dermed vil disse matematiske ligningene tillate selvforsynt elektromagnetisk bølge for å bevege seg gjennom det tomme rommet. De elektromagnetiske bølgehastighetene kan måles, og det kan forventes fra strømmen, samt ladningseksperimenter som samsvarer med lysets hastighet, og dette er en type elektromagnetisk stråling.
∇ x B = J / ε0c2 + 1 / c2 ∂E / ∂t
Dermed handler dette om Maxwells ligninger . Fra ovenstående ligninger kan vi til slutt konkludere med at disse ligningene inkluderer fire lover som er relatert til det elektriske (E) så vel som magnetiske (B) -feltet er diskutert ovenfor. Maxwells ligninger kan skrives i form av ekvivalent integral så vel som differensial. Her er et spørsmål til deg, hva er applikasjonene til Maxwells ligninger?
