麦克斯韦方程:高斯定律、法拉第定律和安培定律
这麦克斯韦的方程式由科学家发表詹姆斯·克劳克麦克斯韦尔“在1860年。这些方程式告诉指令的原子或元素如何提供电力以及每个单位电荷的磁力。每个单位费用的能量被称为现场。这些元素可能是动态的,否则移动。麦克斯韦方程式解释了如何通过磁场形成电流以及收费,最后,他们解释了电场如何产生磁场等。主要方程允许您确定用充电形成的电场。下一步允许您确定磁场,其余两个将解释字段如何流过其供应。本文讨论了麦克斯韦理论或麦克斯韦的法律。本文讨论的概述麦克斯韦电磁理论。
什么是麦克斯韦方程?
这麦克斯韦方程式推导由四个方程收集,其中每个等式相应地解释了一个事实。Maxwell没有发明所有这些方程;然而,他组合了法拉第,高斯和安培制造的四个方程。尽管Maxwell包括一个部分信息进入第四个等式,但是安培的法律,这使得等式完成。
- 第一定律是高斯定律用于静电场
- 第二律也是高斯定律适用于静态磁场
- 第三律是法拉第的法律这说明磁场的变化会产生电场。
- 第四条法则是安培麦克斯韦定律这告诉电场的变化将产生磁场。
3和4这两个方程可以描述电磁波它可以自己传播。这些方程的组合告诉我们,一个磁场的变化可以产生一个电场的变化,然后这将产生一个额外的磁场变化。因此,这个系列继续,以及一个电磁信号已经准备好,并在整个空间传播。
麦克斯韦的四个方程
麦克斯韦的四个方程解释电气和电流供应发生的两个场。该领域是电气和磁性,以及它们在时间内的变化。四个麦克斯韦方程式包括以下内容。
- 第一定律:高斯电学定律
- 第二定律:高斯磁学定律
- 第三定律:法拉第归纳法
- 第四定律:安培定律
上述四个麦克斯韦方程是电的高斯,磁的高斯,感应的法拉第定律。安培定律是用不同的方式写的吗积分形式的麦克斯韦方程,微分形式的麦克斯韦方程下面将讨论这个问题。
麦克斯韦方程符号
麦克斯韦方程中使用的符号包括
- E.表示电场
- m表示磁性提交
- D.表示电位移
- H为磁场强度
- Ρ表示电荷密度
- 一世表示电流
- ε0表示介绍性
- j表示电流密度
- μ0.表示渗透率
- C表示光速
- m表示磁化
- P.表示极化
第一定律:高斯电学定律
这首先麦克斯韦定律是高斯定律用于电。高斯定律规定,来自任何封闭表面的电通量将与封闭在该表面的全部电荷成比例。
高斯法律积分形式在电场在带电物体区域的电场计算期间发现了应用。通过将这项法律应用于电场的点电荷,可以证明它与库仑的法律相依。
虽然电场的主区域提供了包含的净电荷的度量,电场偏差提供了源的紧致度的度量,也包括用于电荷保护的含义。
第二定律:高斯磁学定律
这第二个麦克斯韦定律是高斯定律它用于磁性。高斯定律指出磁场的偏差等于零。本法适用于封闭表面的磁通量。在这种情况下,区域向量从表面上指出。
由于材料的磁场会产生一种称为偶极子的图案。这些磁极最好的标志是电流环,然而,类似于正的和负的磁性电荷在看不见的反弹在一起。在磁力线的情况下,该定律指出磁力线既不开始也不结束,而是产生环路,否则会无限扩展和逆转。换句话说,任何穿过给定能级的磁力线都必须在某个地方离开这个体积。
本法可以用两种形式写入一体的形式和差异形式。由于分歧定理,这两种形式相等。
第三定律:法拉第归纳法
这第三麦克斯韦法律是法拉第法律这是用于归纳的。法拉第定律说明了一个随时间变化的磁场如何产生电场。在积分形式中,它定义了每一个单位电荷在闭环区域内移动所需要的力,该力等于在封闭表面内磁通量的减少速率。
类似于磁场,电力诱导的电场包括封闭的场线,如果不被静态电场放置。这种电磁感应特征是几个后面的工作原理发电机:例如,带有旋转棒的磁铁会产生磁场变化,这反过来又会在导线附近产生电场。
第四定律:安培定律
这麦克斯韦国家的第四名是安培的法律。安培的法律规定,磁场的产生可以用两种方法,即用电流以及改变的电场。在整体类型中,任何闭环区域中的感应磁场将朝向整个封闭表面的电流和位移电流成比例。
Maxwell的安培法律将使这些方程式准确地对非静态领域准确可靠,而不改变安培以及固定字段的高斯法律。但是,它期望磁场的变化将诱导电场。因此,这些数学方程将允许自充足电磁波通过空空间移动。可以测量电磁波速度,并且可以从电流以及电荷实验匹配光的速度,这是一种电磁辐射。
叔x B = J/ε0c2+ 1/c2∂E/∂t
因此,这就是一切麦克斯韦的方程式。从上述等式中,我们可以得出结论,这些方程包括与电气(E)相关的四种法律以及上面讨论的磁性(B)场。Maxwell的等式可以以等效的整体和差异的形式写入。这是一个问题的问题,Maxwell等式的应用是什么?