The Persamaan Maxwell diterbitkan oleh saintis ' James Clerk Maxwell 'Pada tahun 1860. Persamaan ini menceritakan bagaimana atom atau unsur yang dikenakan daya elektrik serta daya magnet untuk setiap unit cas. Tenaga bagi setiap cas unit disebut sebagai medan. Unsur-unsur boleh bergerak tanpa bergerak. Persamaan Maxwell menjelaskan bagaimana medan magnet dapat dibentuk oleh arus elektrik serta cas, dan akhirnya, mereka menjelaskan bagaimana medan elektrik dapat menghasilkan medan magnet, dan lain-lain. Persamaan utama membolehkan anda menentukan medan elektrik yang terbentuk dengan cas. Persamaan seterusnya membolehkan anda menentukan medan magnet, dan dua lagi akan menerangkan bagaimana medan mengalir di sekitar bekalannya. Artikel ini membincangkan Teori Maxwell atau Undang-undang Maxwell . Artikel ini membincangkan gambaran keseluruhan Teori elektromagnetik Maxwell .
Apakah Persamaan Maxwell?
The Pembentukan Persamaan Maxwell dikumpulkan oleh empat persamaan, di mana setiap persamaan menerangkan satu fakta yang sesuai. Semua persamaan ini tidak diciptakan oleh Maxwell, namun ia menggabungkan empat persamaan yang dibuat oleh Faraday, Gauss, dan Ampere. Walaupun Maxwell memasukkan satu bahagian maklumat ke dalam persamaan keempat iaitu undang-undang Ampere, yang menjadikan persamaan itu lengkap.
Persamaan Maxwells
- Undang-undang pertama adalah Undang-undang Gauss bertujuan untuk medan elektrik statik
- Undang-undang kedua juga Undang-undang Gauss bertujuan untuk medan magnet statik
- Undang-undang ketiga adalah Undang-undang Faraday yang memberitahu perubahan medan magnet akan menghasilkan medan elektrik.
- Undang-undang keempat adalah Undang-undang Ampere Maxwell yang memberitahu perubahan medan elektrik akan menghasilkan medan magnet.
Dua persamaan 3 & 4 dapat menggambarkan suatu gelombang elektromagnetik yang boleh merebak sendiri. Pengelompokan persamaan ini memberitahu bahawa perubahan medan magnet dapat menghasilkan perubahan medan elektrik, dan kemudian ini akan menghasilkan perubahan medan magnet tambahan. Oleh itu siri ini berterusan dan isyarat elektromagnetik sudah siap serta merebak ke seluruh ruang.
Empat Persamaan Maxwell
Empat persamaan Maxwell terangkan dua medan yang berlaku dari bekalan elektrik dan juga arus. Medan adalah elektrik dan juga magnet, dan bagaimana ia berbeza dalam masa. Keempat persamaan Maxwell merangkumi yang berikut.
- Undang-undang Pertama: Undang-undang Gauss untuk Elektrik
- Undang-undang Kedua: Undang-undang Gauss untuk Magnetisme
- Hukum Ketiga: Hukum Induksi Faraday
- Undang-undang Keempat: Undang-undang Ampere
Empat persamaan Maxwell di atas adalah Gauss untuk elektrik, Gauss untuk daya tarikan, undang-undang Faraday untuk aruhan. Undang-undang Ampere ditulis dengan cara yang berbeza seperti Persamaan Maxwell dalam bentuk kamiran , dan Persamaan Maxwell dalam bentuk pembezaan yang dibincangkan di bawah.
Simbol Persamaan Maxwell
Simbol yang digunakan dalam persamaan Maxwell merangkumi yang berikut
- ADALAH menunjukkan medan elektrik
- M menunjukkan magnet yang difailkan
- D menunjukkan anjakan elektrik
- H menunjukkan kekuatan medan magnet
- P. menunjukkan ketumpatan cas
- i menunjukkan arus elektrik
- ε0 menunjukkan kebolehtelapan
- J menunjukkan ketumpatan arus
- μ0 menunjukkan kebolehtelapan
- c menandakan kelajuan cahaya
- M menandakan Pembesaran
- P menandakan Polarisasi
Undang-undang Pertama: Undang-undang Gauss untuk Elektrik
The undang-undang Maxwell pertama adalah undang-undang Gauss yang digunakan untuk elektrik . Undang-undang Gauss menetapkan bahawa fluks elektrik dari permukaan tertutup akan berkadaran dengan keseluruhan cas yang tertutup di permukaan.
Bentuk integral undang-undang Gauss menemui aplikasi semasa pengiraan medan elektrik di kawasan objek yang dikenakan. Dengan menerapkan undang-undang ini pada titik muatan di medan elektrik, seseorang dapat menunjukkan bahawa itu dapat diandalkan dengan hukum Coulomb.
Walaupun wilayah utama medan elektrik memberikan ukuran cas bersih yang disertakan, penyimpangan medan elektrik menawarkan ukuran kekompakan sumber, dan juga termasuk implikasi yang digunakan untuk melindungi cas.
Undang-undang Kedua: Undang-undang Gauss untuk Magnetisme
The undang-undang Maxwell kedua adalah undang-undang Gauss yang digunakan untuk daya tarikan. Undang-undang Gauss menyatakan bahawa penyimpangan medan magnet sama dengan sifar. Undang-undang ini berlaku untuk fluks magnet melalui permukaan tertutup. Dalam kes ini, vektor kawasan menunjukkan dari permukaan.
Medan magnet kerana bahan akan dihasilkan melalui corak yang dinamakan sebagai dipol. Tiang-tiang ini paling baik ditunjukkan oleh gelung arus tetapi serupa dengan cas magnet positif dan negatif yang tidak kelihatan melambung bersama-sama. Dalam keadaan garis medan, undang-undang ini menyatakan bahawa garis medan magnet tidak bermula atau selesai tetapi membuat gelung sebaliknya berkembang hingga tak terhingga & terbalik. Dengan istilah lain, sebarang garis medan magnet yang melalui tahap tertentu harus keluar dari isipadu itu di suatu tempat.
Undang-undang ini boleh ditulis dalam dua bentuk iaitu bentuk integral dan juga bentuk pembezaan. Kedua-dua bentuk ini sama kerana teorema perbezaan.
Hukum Ketiga: Hukum Induksi Faraday
The undang-undang Maxwell ketiga adalah undang-undang Faraday yang digunakan untuk aruhan. Undang-undang Faraday menyatakan bahawa bagaimana masa menukar medan magnet akan membuat medan elektrik. Dalam bentuk tidak terpadu, ia mendefinisikan bahawa usaha untuk setiap cas unit diperlukan untuk memindahkan cas di kawasan gelung tertutup yang sama dengan kadar pengurangan fluks magnet semasa permukaan tertutup.
Sama dengan medan magnet, medan elektrik yang diinduksi secara bertenaga merangkumi garis medan tertutup, jika tidak diletakkan oleh medan elektrik statik. Ciri aruhan elektromagnetik ini adalah prinsip kerja di sebalik beberapa penjana elektrik : misalnya, magnet dengan bar berputar mencipta perubahan medan magnet, yang seterusnya menghasilkan medan elektrik dalam wayar dekat.
Undang-undang Keempat: Undang-undang Ampere
The keempat undang-undang Maxwell adalah undang-undang Ampere . Undang-undang Ampere menyatakan bahawa penjanaan medan magnet boleh dilakukan dalam dua kaedah iaitu dengan arus elektrik dan juga dengan menukar medan elektrik. Dalam jenis integral, medan magnet yang diinduksi di kawasan mana-mana gelung tertutup akan berkadaran dengan arus elektrik dan arus anjakan ke seluruh permukaan tertutup.
Undang-undang amperes Maxwell akan membuat set persamaan dapat dipercayai dengan tepat untuk medan bukan statik tanpa mengubah undang-undang Ampere dan Gauss untuk bidang tetap. Tetapi sebagai hasilnya, ia menjangkakan bahawa perubahan medan magnet akan mendorong medan elektrik. Oleh itu, persamaan matematik ini akan membolehkan gelombang elektromagnetik yang mencukupi untuk bergerak melalui ruang kosong. Kelajuan gelombang elektromagnetik dapat diukur dan yang dapat diharapkan dari arus serta eksperimen cas sepadan dengan kelajuan cahaya, dan ini adalah salah satu jenis radiasi elektromagnetik.
∇ x B = J / ε0c2 + 1 / c2 ∂E / ∂t
Oleh itu, ini semua berkaitan Persamaan Maxwell . Dari persamaan di atas, akhirnya, kita dapat menyimpulkan bahawa persamaan ini merangkumi empat undang-undang yang berkaitan dengan medan elektrik (E) dan juga magnet (B) yang dibincangkan di atas. Persamaan Maxwell boleh ditulis dalam bentuk kamiran yang setara dan juga pembezaan. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah aplikasi Persamaan Maxwell?
