北京房价上月调整 二手房价格同比降幅达4.6%

Elektromagnetizam

Klju?ne stavke

Elektricitet ? Magnetizam

Elektrostatika

百度 　　中国驻日本大使程永华、日本共同社社长福山正喜、联合国前副秘书长明石康、日本前驻华大使宫本雄二及日本媒体代表、日本企业代表、在日中国企业代表１５０余人出席了当天的说明会。 Elektri?ni naboj ? Coulombov zakon ? Elektri?no polje ? Elektri?ni fluks ? Gaussov zakon ? Elektri?ni potencijal ? Elektrostati?na indukcija ? Elektri?ni dipolni moment

Magnetostatika

Ampèreov zakon ? Elektri?na struja ? Magnetno polje ? Magnetni fluks ? Biot–Savartov zakon ? Magnetni dipolni moment ? Gaussov zakon za magnetizam

Elektrodinamika

Vakuum ? Lorentzova sila ? EMS ? Elektromagnetska indukcija ? Faradayjev zakon ? Lenzov zakon ? Struja pomaka ? Maxwellove jedna?ine ? EM polje ? Elektromagnetna radijacija ? Liénard-Wiechertov potencijal ? Maxwellov tenzor ? Vrtlo?ne struje

Elektri?na mre?a

Elektri?na provodljivost ? Elektri?ni otpor ? Kapacitivnost ? Induktivnost ? Impedanca ? Resonantne ?upljine ? Talasovod

Kovarijantna formulacija

Elektromagnetni tenzor ? EM tenzor napon-energija ? ?etiri-tok ? Elektromagnetni ?etiri-potencijal

Nau?nici Ampère ? Coulomb ? Faraday ? Heaviside ? Henry ? Hertz ? Lorentz ? Maxwell ? Tesla ? Weber · Ostali

Klasi?ni elektromagnetizam (ili klasi?na elektrodinamika) je grana teorijske fizike koja prou?ava interakcije izme?u elektri?nih naelektrisanja i struja koriste?i dodatak klasi?nog njutnovog modela. Teorija daje odli?ne opise elektromagnetskih fenomena kad god su odnosne du?ine distance i snage polja dovoljno velike da su kvantno mehani?ki efekti zanemarljivi. Za male razdaljine i niske snage polja, takve interakcije su bolje opisane u kvantnoj elektrodinamici.

Osnovni fizi?ki aspekti klasi?ne elektrodinamike su predstavili npr.Fejmen, Lejton i Sends, Panovski i Filips, i D?ekson. Panofsky and Phillips, and Jackson.

Historija

Fizi?ki fenomeni koje elektromagnetizam opisuje su prou?avani kao razli?ite oblasti jo? od davnih vremena. Na primer, bilo je mnogo napretka u oblasti optike vekovima pre nego ?to se znalo da je svetlost elektromagnetski talas. Me?utim, teorija elektromagnetizma, kao ?to se sada shvata, pojavila se kao op?ta oblast tokom 19. veka, kao najistaknutija u setu formula koje je sistematizovao D?ejms Klark Maksvel. Za detaljnije istorijske podatke pogledati Paulija, Vitakera i Paisa.

Lorencova sila

Elektromagnetsko polje ispoljava slede?u silu (?esto nazivanu Lorencova sila) na naelektirsane ?estice::

$\mathbf {F} =q\mathbf {E} +q\mathbf {v} \times \mathbf {B}$

gde su sve potamnjene veli?ine vektori: F je sila naelektrisanja q , E je elektri?no polje na mestu naelektrisanja, v je brzina naelektrisanja, B je magnetsko polje na mestu naelektrisanja.

Gornja formula prikazuje da je Lorencova sila zbir dva vektora. Jedan je vektorski proizvod brzine i magnetskog polja vektora. Na osnovu osobina vektorskog proizvoda proizilazi vektor koji je perpendikularan i prema brzini i prema vektorima magnetskog polja. Drugi vektor je istog smera kao i elektri?no polje. Zbir ova dva vektora je Lorencova sila.

Prema tome, u odsustvu magnetskog polja, sila je u pravcu elektri?nog polja i intenzitet sile je zavisan od vrednosti naelektrisanja i intenziteta elektri?nog polja. U odsustvu elektri?nog polja, sila je perpendikularna na ubrzanje ?estice i pravac magnetskog polja. Ako postoje i elektri?no i magnetsko polje, Lorencova sila je zbir oba ova vektora.

Elektri?no polje E

Elektri?no polje E je definisano kao takvo prema konstantnom naelektrisanju:

$\mathbf {F} =q_{0}\mathbf {E}$

gde q₀ono ?to je poznato kao test naelktrisanja. Veli?ina naelektrisanja nije zaista bitna, sve dok je dovoljno mala da ne uti?e na elektri?no polje samo svojim prisustvom. Ono ?to je jasno iz ove definicije, jeste da jedinica E je N/C (njutn po kulonu).C (njutna po kulonu). Ova jedinica je jednaka V/m (volta po metru); videti ispod.

U elektrostatici, gde se naelektrisanja ne kre?u oko rasutih ta?ki naelektrisanja, sile utvr?ene Kulonovim zakonom mogu biti sabrane. Rezultat posle deljenja sa q₀ je:

$\mathbf {E(r)} ={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}\sum _{i=1}^{n}{\frac {q_{i}\left(\mathbf {r} -\mathbf {r} _{i}\right)}{\left|\mathbf {r} -\mathbf {r} _{i}\right|^{3}}}$

gde je n broj naelektrisanja, q_i je koli?ina naelektrisanja povezana sa itim naelektrisanjem, r_i je pozicija itog naelektrisanja, r je pozicija gde se elektri?no polje utvr?uje, i ε₀ je elektri?na konstanta.

Ako je polje umesto toga proizvedeno kontinuiranom distribucijom naelektrisanja, sabiranje postaje integral:

$\mathbf {E(r)} ={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}\int {\frac {\rho (\mathbf {r'} )\left(\mathbf {r} -\mathbf {r'} \right)}{\left|\mathbf {r} -\mathbf {r'} \right|^{3}}}\mathrm {d^{3}} \mathbf {r'}$

Gde je $\rho (\mathbf {r'} )$ gustina naelektrisanja i $\mathbf {r} -\mathbf {r'}$je vektor koji ima smer suprotan zapremini elementa $\mathrm {d^{3}} \mathbf {r'}$do ta?ke u prostoru gde se E utvr?uje.

Obe gornje formule su problemati?ne, pogotovo ako jedna ?eli da utvrdi E E kao funkciju mesta. Skalarna funkcija zvana elektri?ni potencijal mo?e da pomogne. Elektri?ni potencijal, tako?e zvan i napon (koristi se jedinica volt), je definisan integralnom linijom.

$\varphi \mathbf {(r)} =-\int _{C}\mathbf {E} \cdot \mathrm {d} \mathbf {l}$

gde je φ(r) elektri?ni potencijal, a C je put kojim je integral vo?en.

Na?alost, ova definicija ima kritiku. Iz Maksvelovih jedna?ina je jasno da ? × E nije uvek nula, prema tome, skalarni potencijal sam nije dovoljan da ta?no defini?e elektri?no polje. Kao rezultat, mora se dodati faktor ispravke, koja se obi?no vr?i odbijanjem vremena proiza?log iz A vektora potencijala ispod opisanog. Kad god su naelektrisanja kvazi-stati?ka, ovaj uslov ?e ipak u osnovi biti ispunjen.

Iz definicije naelektrisanja, mo?e se lako prikazati elektri?ni potencijal ta?ke naelektrisanja po?to je pozicija funkcije:

$\varphi \mathbf {(r)} ={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}\sum _{i=1}^{n}{\frac {q_{i}\left(\mathbf {r} -\mathbf {r} _{i}\right)}{\left|\mathbf {r} -\mathbf {r} _{i}\right|}}$

gde je q naelektrisanje naelektrisanja ta?ke, r je mesto gde se potencijal utvr?uje, i r_i ri je mesto svake ta?ke naelektrisanja. Potencijal za trajnu distrubuciju naelektrisanja je:

$\varphi \mathbf {(r)} ={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}\int {\frac {\rho (\mathbf {r'} )}{|\mathbf {r} -\mathbf {r'} |}}\,\mathrm {d^{3}} \mathbf {r'}$

gde je $\rho (\mathbf {r'} )$gustina naelektrisanja, i $\mathbf {r} -\mathbf {r'}$ je udaljenost od zapremine elementa $\mathrm {d^{3}} \mathbf {r'}$ do ta?ke u prostoru gde se φ utvr?uje.

Skalar φ ?e se dodati drugim potencijalima kao skalar. Ovo relativno olak?ava razdvajanje kompleksnih problema na jednostavne delove i dodavanje njihovih potencijala. Obrtanjem definicije φ vidimo da je elektri?no polje samo negativni gradijent (del operator) potencijala. Ili::

$\mathbf {E(r)} =-\nabla \varphi \mathbf {(r)} .$

Iz ove formule je jasno da E mo?e biti izra?eno u V/m (voltima po metru).

Elektromagnetski talasi

Menjanje elektromagnetskog polja prenosi se iz svog izvora u obliku talasa. Ovi talasi putuju u vakuumu brzinom svetlosti i postoje u ?irokom spektru talasnih du?ina. Primeri dinami?kih polja elektromagnetske radijacije (po redu pove?anja frekvencije): radio talasi, mikrotalasi, svetlost (infracrvena, vidljiva svetlost i ultraljubi?asta), x-zraci i gama zraci. U oblasti fizike elementarnih ?estica ova elektromagnetska radijacija je manifestacija elektromagnetske interakcije izme?u naelektrisanih ?estica.

Op?te jedna?ine polja

Iako je jednostavna i zadovoljavaju?a Kulonova jedna?ina, ona nije u potpunosti ta?na u kontekstu klasi?nog elektromagnetizma. Problemi nastaju zato ?to promene u rasipanju naelektrisanja zahtevaju da se koli?ina vremena razli?ita od nule ?oseti“ na nekom drugom mestu (potrebno za specijalni relativiteta).

Za polja op?teg rasprostiranja naelektrisanja, zaostali potencijali mogu biti obra?unati i diferencirani na taj na?in da bi doveli do Jefimenkovih jedna?ina.

Zaostali potencijali mogu tako?e biti i izvedeni za ta?ke naelektrisanja,a jedna?ine su poznate kao Lenard-Vajhartovi potencijali. Skalarni potencijal je:

$\varphi ={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}{\frac {q}{\left|\mathbf {r} -\mathbf {r} _{q}(t_{ret})\right|-{\frac {\mathbf {v} _{q}(t_{ret})}{c}}\cdot (\mathbf {r} -\mathbf {r} _{q}(t_{ret}))}}$

gde je q naelektrisanje naelektrisanja ta?ke i r je pozicija. r_q and v_q su pozicija i brzina naelektrisanja, respektivno, kao funkcija zaostalog vremena. Vektor potencijala je sli?an:

$\mathbf {A} ={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}{\frac {q\mathbf {v} _{q}(t_{ret})}{\left|\mathbf {r} -\mathbf {r} _{q}(t_{ret})\right|-{\frac {\mathbf {v} _{q}(t_{ret})}{c}}\cdot (\mathbf {r} -\mathbf {r} _{q}(t_{ret}))}}.$

Ove mogu biti diferencirane shodno tome da se dobiju potpune jedna?ine polja za pokretnu ta?ku ?estice.

Modeli

Grane klasi?nog elektromagnetizma kao ?to su optika, elektro i elektronski in?enjering sastoje se od kolekcije bitnih matemati?kih modela razli?itih stepeni pojednostavljenja i idealizacije da bi pove?ali razumevanje specifi?nih elektrodinami?kih fenomena, cf. Fenomen elektrodinamike je utvr?en poljem ?estica, specifi?nim gustinama elektri?nih naelektrisanja i struja, i odre?enim transmisionim medijumom. Kako ih ima neograni?eno, u modeliranju postoji potreba za ne?im tipi?nim, reprezentativnim

(a) elektri?na naelektrisanja i struje, npr pokretna ?picasta naelektrisanja i elektri?ni i magnetski dipoli, elektri?na struja u provodniku itd.;

(b) elektromagnetska polja npr. naponi, Lenard-Vajhartovi potencijali, monohromski ravanski talasi, opti?ki zraci; radio talasi, mikrotalasi, infracrvena radijacija, vidljivo svetlo, ultraljubi?asta radijacija, x zraci, gama zraci itd;

(c) prenosni medijum, npr. elektronske komponente, antene, elektromagnetski talasovodi, ravna ogledala, ogledala sa zakrivljenim povr?inama konveksna so?iva, konkavna so?iva, otpornici, induktori, kondenzatori, prekida?i, ?ice, elektri?ni i opti?ki kablovi, prenosni vodovi, integrisana kola itd;

svim ?to ima samo nekoliko promenljivih karakteristika.

Vanjske veze

• Electromagnetic Field Theory by Bo Thidé