Apa itu Arus Perpindahan: Derivasi & Sifatnya

Cuba Instrumen Kami Untuk Menghapuskan Masalah





Dalam teori elektromagnetik, fenomena medan magnet dapat dijelaskan mengenai perubahan pada medan elektrik . Medan magnet dihasilkan di persekitaran arus elektrik (arus konduksi). Oleh kerana arus elektrik mungkin berada dalam keadaan stabil atau berbeza-beza. Konsep arus sesaran bergantung pada variasi masa medan elektrik E, yang dikembangkan oleh ahli fizik Britain, James Clerk Maxwell pada abad ke-19. Dia membuktikan bahawa arus perpindahan adalah jenis arus yang lain, sebanding dengan kadar perubahan medan elektrik dan juga dijelaskan secara matematik. Mari kita bincangkan formula dan keperluan semasa perpindahan dalam artikel ini.

Apakah Arus Perpindahan?

Arus perpindahan didefinisikan sebagai, jenis arus yang dihasilkan kerana kadar medan sesaran elektrik D. Ini adalah kuantiti yang berbeza-beza waktu yang diperkenalkan di Persamaan Maxwell . Ia dijelaskan dalam unit ketumpatan arus elektrik. Ia diperkenalkan dalam undang-undang rangkaian Ampere.
The SI unit arus anjakan ialah Ampere (Amp). Dimensi ini dapat diukur dalam satuan panjang, yang dapat menjadi maksimum, min atau sama dengan jarak sebenarnya yang dilalui dari titik awal ke titik akhir.




Derivasi

Rumus, dimensi, dan arus perpindahan terbitan arus anjakan dapat dijelaskan dengan mempertimbangkan litar asas, yang memberikan arus sesaran dalam kapasitor.

Pertimbangkan kapasitor plat selari dengan bekalan kuasa yang diperlukan. Apabila bekalan diberikan kapasitor, ia mula mengecas dan tidak akan berlaku pengaliran arus pada awalnya. Dengan peningkatan masa, kapasitor mengecas secara berterusan dan terkumpul di atas plat. Semasa pengisian a kapasitor seiring dengan berjalannya waktu, akan berlaku perubahan dalam medan elektrik antara plat yang menyebabkan arus sesaran.



Dari litar yang diberikan, pertimbangkan luas kapasitor plat selari = S

Arus perpindahan = Id


Jd = ketumpatan arus anjakan

d = € E iaitu, berkaitan dengan medan elektrik E

€ = ketebalan medium antara plat kapasitor

Formula arus anjakan kapasitor diberikan sebagai,

Id = Jd × S = S [dD / dt]

Sejak Jd = dD / dt

Dari persamaan Maxwell, kita dapat menyimpulkan bahawa arus sesaran akan mempunyai unit dan kesan yang sama pada medan magnet arus pengaliran.

▽ × H = J + Jd

Di mana,

H = medan magnet B sebagai B = μH

μ = kebolehtelapan medium di antara plat kapasitor

J = melakukan ketumpatan arus.

Jd = ketumpatan arus anjakan.

Seperti yang kita ketahui ▽ (▽ × H) = 0 dan J .J = −∂ρ / ∂t = - ▽ (∂D / ∂t)

Dengan menggunakan undang-undang Gauss iaitu ▽ .D = ρ

Di sini, ρ = ketumpatan cas elektrik.

Oleh itu, kita dapat menyimpulkan bahawa, Jd = densityD / densityt kepadatan arus anjakan dan perlu untuk mengimbangkan RHS dengan LHS dari persamaan.

Keperluan Arus Perpindahan

Tidak ada aliran pembawa cas melalui dua plat kapasitor dan arus pengaliran tidak berlaku melalui penebat ini. Kesan medan magnet berterusan antara plat memberikan arus anjakan. Ukuran ini dapat dihitung dari arus pengisian dan pengosongan litar yang sama dengan ukuran arus konduksi kawat pengalir yang menghubungkan kapasitor (titik permulaan ke titik akhir)

Keperluan ini dapat dijelaskan dengan mempertimbangkan faktor-faktor berikut,

  • Dalam radiasi elektromagnetik seperti gelombang cahaya dan gelombang radio disebarkan ke angkasa.
  • Apabila medan magnet yang berbeza berkadar terus dengan kadar perubahan medan elektrik.
  • Arus sesaran diperlukan untuk menghasilkan medan magnet antara dua plat kapasitor.
  • Digunakan dalam litar Amperes.
  • Arus perpindahan dimungkinkan untuk memahami bagaimana gelombang elektromagnetik merebak melalui tempat kosong.

Peralihan Arus dalam Kapasitor

Kapasitor selalu bergantung pada arus sesaran dan bukan pada arus konduksi apabila terdapat perbezaan yang berpotensi berada di bawah voltan maksimum antara plat. Oleh kerana kita tahu bahawa, aliran elektron memberikan arus pengaliran. Sementara arus ini dalam kapasitor disebabkan oleh kadar perubahan medan elektrik yang setara dengan arus yang mengalir melalui plat.

Peralihan Arus dalam Kapasitor

Peralihan Arus dalam Kapasitor

Apabila voltan maksimum digunakan pada kapasitor, ia mula mengecas dan melakukan. Apabila voltan melebihi, maka ia bertindak seperti konduktor dan menghasilkan arus pengaliran. Pada tahap ini, ia disebut sebagai pemecah kapasitor.

Perbezaan antara Arus Pengaliran dan Arus Pemindahan

Perbezaan antara arus konduksi dan arus anjakan merangkumi yang berikut.

Arus Pengaliran

Peralihan Semasa

Ia ditakrifkan sebagai arus sebenar yang dihasilkan dalam litar kerana aliran elektron pada voltan yang dikenakan.Ia ditakrifkan sebagai kadar perubahan medan elektrik antara plat kapasitor pada voltan yang dikenakan.
Ia dihasilkan kerana aliran pembawa cas (elektron) secara seragam sedangkan medan elektrik tetap dengan masaIa dihasilkan kerana pergerakan elektron dengan kadar perubahan medan elektrik
Ia menerima undang-undang ohmTidak terima ohm undang-undang
Ia diberikan sebagai I = V / RIa diberikan sebagai Id = Jd x S
Ia dinyatakan sebagai arus sebenarIa ditunjukkan sebagai arus yang jelas dihasilkan kerana medan elektrik dalam masa yang berbeza-beza

Hartanah

The sifat arus anjakan disebutkan di bawah,

  • Ini adalah kuantiti vektor dan mematuhi sifat kesinambungan dalam jalan tertutup.
  • Ia berubah dengan kadar perubahan arus di medan ketumpatan elektrik.
  • Ia memberikan magnitud sifar ketika arus di medan elektrik wayar stabil
  • Ia bergantung pada masa medan elektrik yang berbeza-beza.
  • Ini memiliki arah dan magnitud, yang dapat menjadi nilai positif, negatif, atau nol
  • Panjang ini boleh diambil sebagai jarak minimum dari titik permulaan ke titik akhir tanpa mengira jalannya.
  • Ia boleh diukur dalam satuan panjang
  • Ia mempunyai magnitud anjakan minimum atau maksimum atau sama untuk waktu tertentu hingga jarak sebenar dari titik tersebut.
  • Ia bergantung pada medan elektromagnetik.
  • Ia memberikan nilai sifar ketika titik permulaan dan titik akhir sama

Oleh itu, ini semua berkaitan gambaran keseluruhan arus anjakan - formula, terbitan, kepentingan, keperluan, dan arus anjakan dalam kapasitor. Berikut adalah qi untuk anda, 'Apakah arus konduksi dalam kapasitor? '