Vật lí 2 phần trường điên từ

Trường điện từ Luận điểm thứ nhất: Điện trường xoáy Luận điểm thứ hai: Dòng điện dịch phương trình Maxwell Trường điện từ và hệ Phát biểu luận điểm thứ nhất Phương trình Maxwell-Farada

Trường điện từ

Luận điểm thứ nhất:

Điện trường xoáy Luận điểm thứ hai: Dòng điện dịch phương trình Maxwell Trường điện từ và hệ

Phát biểu luận điểm thứ nhất

Phương trình Maxwell-Faraday

Trường điện từ

Luận điểm thứ nhất:

Điện trường xoáy Luận điểm thứ hai: Dòng điện dịch phương trình Maxwell Trường điện từ và hệ

Phát biểu luận điểm thứ nhất

Phương trình Maxwell-Faraday

Mọi từ trường biến thiên theo thời gian đều xuất

hiện điện trường xoáy

Trường điện từ

Luận điểm thứ nhất:

Điện trường xoáy Luận điểm thứ hai: Dòng điện dịch phương trình Maxwell Trường điện từ và hệ

Phát biểu luận điểm thứ nhất

Phương trình Maxwell-Faraday

B l

d E

S C

Phương trình Maxwell-Faraday dạng tích phân

Trường điện từ

Luận điểm thứ nhất:

Điện trường xoáy Luận điểm thứ hai: Dòng điện dịch phương trình Maxwell Trường điện từ và hệ

Phương trình Maxwell-Faraday

Có thể viết phương trình Maxwell-Faraday dạng vi phân dựa vào định

lý Stokes như sau:

S

d t

B S

d E rot l

d E

S S

Phương trình Maxwell-Faraday dạng vi phân

Theo định lý Stokes

t

B E

Trường điện từ

Luận điểm thứ nhất:

Điện trường xoáy Luận điểm thứ hai: Dòng điện dịch phương trình Maxwell Trường điện từ và hệ

Phát biểu luận điểm thứ hai

Biểu thức của mật độ dòng điện dịch

Phương trình Maxwell-Ampere

Trường điện từ

Luận điểm thứ nhất:

Điện trường xoáy Luận điểm thứ hai: Dòng điện dịch phương trình Maxwell Trường điện từ và hệ

Phát biểu luận điểm thứ hai

Biểu thức của mật độ dòng điện dịch

Phương trình Maxwell-Ampere

Trường điện từ

Luận điểm thứ nhất:

Điện trường xoáy Luận điểm thứ hai: Dòng điện dịch phương trình Maxwell Trường điện từ và hệ

Phát biểu luận điểm thứ hai Mọi điện trường biến thiên theo thời gian đều xuất hiện một từ trường biến thiên

Trường điện từ

Luận điểm thứ nhất:

Điện trường xoáy Luận điểm thứ hai: Dòng điện dịch phương trình Maxwell Trường điện từ và hệ

Phát biểu luận điểm thứ hai

Biểu thức của mật độ dòng điện dịch

Phương trình Maxwell-Ampere

Trường điện từ

Luận điểm thứ nhất:

Điện trường xoáy Luận điểm thứ hai: Dòng điện dịch phương trình Maxwell Trường điện từ và hệ

Biểu thức của mật độ dòng điện dịch

Xét hai bản tụ điện có diện tích S và có tích điện tích mặt trên bề mặt bản tụ Theo định lý Gauss ta có:

Q S

d D

S





) (

i dt

dQ S

Trường điện từ

Luận điểm thứ nhất:

Điện trường xoáy Luận điểm thứ hai: Dòng điện dịch phương trình Maxwell Trường điện từ và hệ

Phát biểu luận điểm thứ hai

Biểu thức của mật độ dòng điện dịch

Phương trình Maxwell-Ampere

total l

I l

E j

và

j j

j mà

dich dan

dich dan

dan l

S

d t

D j

l d

- Phương trình Ampere dạng tích phân

Maxwell-Trường điện từ

Luận điểm thứ nhất:

Điện trường xoáy Luận điểm thứ hai: Dòng điện dịch phương trình Maxwell Trường điện từ và hệ

Phương trình Maxwell-Ampere

Có thể viết phương trình Maxwell-Faraday dạng vi phân dựa vào định

lý Stokes như sau:

t

D j

Maxwell-

) ( )

(

.

S l

S d H rot l

Ví dụ: mật độ dòng điện

Điện trường trong một tụ điện phẳng có dạng

với E0, tần số f, khoảng cách giữa hai bản d, điện dung của tụ điện C là các đại lượng đã biết Tìm:

1 Giá trị cực đại của dòng điện dịch

2 Độ dẫn điện Biết giá trị cực đại của dòng điện dịch bằng một nửa giá trị cực đại dòng điện dẫn

) sin(

dich i

S j

S

jdich  dan 



max max  0 5



max max 2 dich

Trường điện từ có mang năng lượng

Trường điện từ

Sóng trường điện từ Xét môi trường truyền sóng trong chân không hoặc điện môi Q=0

t

D E

0



D div 

0

E rot

rot B

div E

rot

   

0 0

1

2

2 2





Phương trình truyền sóng cho điện trường

0 v

1

2

2 2

Trường điện từ

Xét vận tốc truyền sóng

Vậy

0 0

1 v







c s

.3

10.91

1

10

410.9.4

Đặt , n gọi là chiết suất tuyệt đối của môi trường Do n>1

nên vận tốc truyền sóng điện từ trong môi trường khác chân không có:





n

c n

c c

1 Sóng điện từ là sóng ngang chỉ phụ thuộc vào một tọa độ

2 Cả điện trường và từ trường đều vuông góc với phương truyền sóng

và tạo thành tam diện thuận như sau:

3 Điện trường và từ trường dao động cùng pha, và trị số thỏa mãn

phương trình:

Sóng điện từ đơn sắc phẳng

song truyen

phuong



 H

E  

Ví dụ 1

Cho biểu thức cảm ứng ứng từ của sóng điện từ đơn sắc phẳng:

t đo bằng giây, x đo bằng m Tìm biểu thức cường độ điện trường

E của sóng điện từ đó

100 10 (T) cos

10



Ví dụ 2

Vector cường độ điện trường của một trường điện từ có dạng:

t đo bằng giây, z đo bằng m Tìm vector cường độ từ trường của sóng điện từ đó

 , 15 cos6 4 10 8 e x (T)



z t

t z

E     

t

B E

x

z y

x

E E

E

z y

x

e e

e E

x

E

z y

x

e e

E

z y

x

e e

e E

E

.

4 6

sin 15

10 4 )

 t 8 z  e y

8

10 4 6

cos )

( 6

1 15 10

Trường điện từ

Luận điểm thứ nhất:

Điện trường xoáy Luận điểm thứ hai: Dòng điện dịch phương trình Maxwell Trường điện từ và hệ

Năng lượng trường điện từ W

m

e W W



dV

H B D

  



dV w

V



2

2

D B H

E w

Trường điện từ

Luận điểm thứ nhất:

Điện trường xoáy Luận điểm thứ hai: Dòng điện dịch phương trình Maxwell Trường điện từ và hệ

Công suất trường điện từ P

 



S

S d H E

Ví dụ: Công suất

Coi rằng máy bức xạ sóng vô tuyến là chất điểm và sự hấp thụ năng lượng bởi môi trường là không đáng kể Khi tăng khoảng cách trong liên lạc vô tuyến với tàu vũ trụ lên 4 lần thì công suất của máy phát cần phải tăng lên bao nhiêu lần?

S S

d P

4

4

2 2

P





1 Định lý Gauss cho điện trường

2 Định lý Gauss cho từ trường

H rot

S

d t

D E

B l

d E

S C

0



B div 





D div 

Q S

d D

S





) (





0

) (





S

S d

dan l

S

d t

D j

B l

d E

S C

0



B div 





D div 

Q S

d D

S





) (





0

) (





S

S d

  



dV w

Mật độ

t

D j

E j

j j

j total dan dich dan dich

đó

dV D E W

1

.21