TEORIA CÂMPULUI ELECTROMAGNETIC
1. SISTEMUL LEGILOR ELECTROMAGNETISMULUI
1.1. RECAPITULAREA MARIMILOR ELECTROMAGNETISMULUI
Pentru caracterizarea fenomenelor electromagnetice si a starilor corespunzatoare, teoria macroscopica utilizeaza sase specii de marimi primitive, adica sase specii a caror introducere nu este posibila fara a face apel la experienta - sau la teoria microscopica - si un numar mare de marimi derivate, care completeaza si usureaza caracterizarea acestor stari.
Marimile de stare electrica si magnetica ale corpurilor sunt:
- sarcina electrica q (caracterizeaza starea de încarcare electrica),
- momentul electric (caracterizeaza starea de polarizatie electrica),
- intensitatea curentului electric de conductie i (caracterizeaza starea electrocinetica),
- momentul magnetic (caracterizeaza starea de magnetizatie).
Aceleasi stari se caracterizeaza local prim marimi derivate, dintre care cele mai importante sunt: densitatea de volum a sarcinii rv, polarizatia electrica , densitatea de curent , magnetizatia . Alte marimi derivate importante sunt: densitatea de suprafata si de linie a sarcinii rS si rl, sarcina de polarizatie qp, densitatea superficiala de curent , curentul amperian im, solenatia Q s.a.
Marimile de stare locala ale câmpului electromagnetic sunt:
- intensitatea câmpului electric si inductia electrica , ambele marimi fiind derivate din vectorul câmp electric în vid si caracterizeaza local aspectul electric al câmpului electromagnetic (câmpul electric),
- intensitatea câmpului magnetic si inductia magnetica , ambele marimi sunt derivate din vectorul inductie magnetica în vid si caracterizeaza local aspectul magnetic al câmpului electromagnetic (câmpul magnetic).
Marimile derivate mai importante corespunzatoare sunt:
- tensiunea electrica (în lungul unei curbe C) ,
(cu sensul de referinta )
- fluxul electric (printr-o suprafata S) ,
(cu sensul de referinta )
- tensiunea magnetica (în lungul unei curbe C) ,
(cu sensul de referinta )
- fluxul magnetic (printr-o suprafata S) ,
(cu sensul de referinta )
- curentul electric (printr-o suprafata S) ,
(cu sensul de referinta )
1.2. REGIMURILE MARIMILOR ELECTRICE SI MAGNETICE
În teoria fenomenologica (macroscopica) a câmpului electromagnetic, marimile fizice pot fi considerate functiuni de timp, iar dupa consecintele variatiei lor în timp, starile electromagnetice se pot gasi în urmatoarele regimuri:
- regimul static, în care marimile de stare nu variaza în timp (sau variaza suficient de lent, pentru a putea neglija efectul variatiei lor) si nu se produc transformari energetice; în acest caz fenomenele electrice se produc independent de cele magnetice si cele doua laturi ale câmpului electromagnetic se pot studia separat, în cadrul electrostaticii si magnetostaticii;
- regimul stationar, în care marimile nu variaza în timp, însa interactiunile câmpului electromagnetic cu substanta sunt însotite de transformari energetice;
- regimul cvasistationar, caracterizat prin variatia suficient de lenta în timp a marimilor, astfel încât sa se poata neglija efectele asociate variatiei în timp a unor marimi. In acest regim se disting:
- regimul cvazistationar anelectric, în care se neglijeaza efectele magnetice ale curentilor de deplasare peste tot, cu exceptia dielectricului condensatoarelor (acest regim este numit în mod curent cvazistationar) si
- regimul cvazistationar amagnetic, în care se neglijeaza efectele de inductie electromagnetica în producerea câmpului electric;
- regimul nestationar, corespunde celui mai general caz de variatie în timp a marimilor, în care apare radiatia electromagnetica.
1.3. RECAPITULAREA LEGILOR ELECTROMAGNETISMULUI
Legile generale si principalele legi de material ale teoriei macroscopice a fenomenelor electromagnetice sunt prezentate în diferitele lor forme, integrale si locale. Legile vor fi numerotate cu cifre romane.
I. Legea inductiei electromagnetice
(1.3-1)
în care eG este tensiunea (electromotoare) indusa în lungul conturului închis G, iar fSG este fluxul magnetic prin suprafata SG sprijinita pe conturul G:
(1.3-2)
Versorul normalei si vectorul element de arc sunt asociati dupa regula burghiului drept, ca în figura 1.3-1a.
Legea se poate prezenta si sub forma integrala explicita
(1.3-3)
Fig. 1.3-1. Conventii la scrierea legii inductiei electromagnetice (a) si cazul unei suprafete de discontinuitate (b).
Curba G si suprafata SG se considera solidare cu corpurile aflate în miscare (sunt antrenate în miscarea corpurilor), deci derivarea tine seama atât de variatia în timp a integrandului, cât si de deplasarea suprafetei. Se foloseste derivata substantiala, de flux
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
