전자기장. 전자기장
물질의 특별한 형태인 전자기장. 을 통해 전자기장하전 입자 사이의 상호 작용이 발생합니다.
전자기장의 거동은 고전 전기역학에 의해 연구됩니다. 전자기장은 공간에 분포된 전하 및 전류와 함께 필드를 특성화하는 양을 해당 소스와 연결하는 Maxwell의 방정식으로 설명됩니다. 고정되거나 균일하게 움직이는 하전 입자의 전자기장은 이러한 입자와 불가분의 관계가 있습니다. 입자가 더 빨리 이동함에 따라 전자기장은 입자로부터 "떨어져" 전자기파의 형태로 독립적으로 존재합니다.
맥스웰의 방정식에 따르면 교류 전기장은 자기장을 생성하고 교류 자기장은 전기 자기장을 생성하므로 전하가 없어도 전자기장이 존재할 수 있습니다. 교류 자기장에 의한 전자기장과 교류 전기장에 의한 자기장의 생성은 전기장과 자기장이 서로 독립적으로 별도로 존재하지 않는다는 사실로 이어집니다. 따라서 전자기장은 "전기장"과 "자기장"의 두 구성 요소를 특징 짓는 두 벡터 양에 의해 모든 지점에서 결정되는 물질 유형이며 속도와 크기에 따라 하전 입자에 힘을 가합니다. 그들의 책임.
물질의 입자와 관련되지 않은 진공 상태, 즉 자유 상태의 전자기장은 전자기파의 형태로 존재하며 매우 강한 중력장이 없는 진공 상태에서 속도와 동일한 속도로 전파됩니다. 빛의 씨= 2.998. 108m/s. 이러한 필드는 전기장의 강도를 특징으로 합니다. 이자형및 자기장 유도 안에. 매체의 전자기장을 설명하기 위해 전기 유도량도 사용됩니다. 디및 자기장 강도 시간. 매우 강한 중력장, 즉 매우 큰 물질 근처에서 전자기장의 전파 속도는 값보다 작습니다. 씨.
전자기장을 특징 짓는 벡터의 구성 요소는 상대성 이론에 따라 단일 물리량-전자기장 텐서, Lorentz 변환에 따라 한 관성 기준 프레임에서 다른 기준 프레임으로 이동할 때 구성 요소가 변환됩니다. .
전자기장은 에너지와 운동량을 가지고 있습니다. 전자기장 펄스의 존재는 1899년 P.N. Lebedev의 빛의 압력 측정 실험에서 실험적으로 처음 발견되었습니다. 전자기장은 항상 에너지를 가지고 있습니다. 전자기장의 에너지 밀도 = 1/2(ED+허).
전자기장은 공간에서 전파됩니다. 전자기장의 에너지 플럭스 밀도는 포인팅 벡터에 의해 결정됩니다. 에스=, 단위 W/m 2 . 포인팅 벡터의 방향은 수직입니다. 이자형그리고 시간전자기 에너지의 전파 방향과 일치합니다. 그 값은 수직인 단위 면적을 통해 전달되는 에너지와 같습니다. 에스시간 단위당. 진공에서의 전계 운동량 밀도 케이 \u003d S/s 2 \u003d/s 2.
전자기장의 높은 주파수에서 양자 특성이 중요해지고 전자기장은 필드 양자 - 광자의 플럭스로 간주될 수 있습니다. 이 경우 전자기장에 대해 설명합니다.
1860-1865년. 19세기 최고의 물리학자 중 한 사람 제임스 클러크 맥스웰이론을 만들었다 전자기장. Maxwell에 따르면 전자기 유도 현상은 다음과 같이 설명됩니다. 공간의 어떤 지점에서 자기장이 시간에 따라 변하면 거기에도 전기장이 형성됩니다. 필드에 닫힌 도체가 있으면 전기장이 유도 전류를 발생시킵니다. Maxwell의 이론에 따르면 역 과정도 가능합니다. 공간의 일부 영역에서 전기장이 시간에 따라 변하면 여기에도 자기장이 형성됩니다.
따라서 자기장의 시간 경과에 따른 변화는 전기장 변화를 초래하고 전기장의 시간 경과에 따른 변화는 변화하는 자기장을 발생시킵니다. 서로 전기장과 자기장이 번갈아 발생하는 이들은 단일 전자기장을 형성합니다.
전자파의 성질
맥스웰이 공식화한 전자기장 이론에서 도출된 가장 중요한 결과는 전자기파의 존재 가능성에 대한 예측이었다. 전자기파- 시공간에서 전자기장의 전파.
전자기파는 탄성파(음파)와 달리 진공이나 다른 물질에서 전파될 수 있습니다.
진공에서 전자파는 빠른 속도로 전파됩니다. c=299,792km/s, 즉 빛의 속도로.
물질에서 전자기파의 속도는 진공에서보다 느립니다. 기계적 파동에 대해 얻은 진동의 파장, 속도, 주기 및 주파수 사이의 관계는 전자기파에도 유효합니다.
장력 벡터 변동 이자형및 자기 유도 벡터 비상호 수직 평면에서 발생하고 파동 전파 방향(속도 벡터)에 수직입니다.
전자기파는 에너지를 전달합니다.
전자파 범위
우리 주변에 복잡한 세계다양한 주파수의 전자기파: 컴퓨터 모니터, 휴대폰, 전자레인지, 텔레비전 등의 방사선. 현재 모든 전자기파는 파장별로 6개의 주요 범위로 나뉩니다.
전파- 전자파(파장 10,000m ~ 0.005m)로 전선 없이 멀리까지 신호(정보)를 전송하는 역할을 합니다. 무선 통신에서 전파는 안테나에 흐르는 고주파 전류에 의해 생성됩니다.
파장이 0.005m에서 1미크론인 전자파, 즉 전파와 가시광선 사이를 전파라고 합니다. 적외선. 적외선은 가열된 물체에서 방출됩니다. 적외선 방사원은 용광로, 배터리, 전기 백열 램프입니다. 특수 장치의 도움으로 적외선을 다음으로 변환할 수 있습니다. 가시 광선완전한 어둠 속에서 가열된 물체의 이미지를 수신합니다.
에게 가시 광선적색에서 380nm까지의 파장이 약 770nm에서 380nm인 방사선을 나타냅니다. 보라. 사람이 시력의 도움으로 주변 세계에 대한 거의 모든 정보를 받기 때문에 인간의 삶에서 전자기 복사 스펙트럼의 이 부분의 중요성은 매우 큽니다.
보라색보다 짧은 파장으로 눈에 보이지 않는 전자기파를 자외선.그것은 병원성 박테리아를 죽일 수 있습니다.
엑스레이 방사선눈에 보이지 않습니다. 그것은 내부 장기의 질병을 진단하는 데 사용되는 가시 광선에 불투명한 물질의 상당한 층을 통해 상당한 흡수 없이 통과합니다.
감마선여기된 핵에 의해 방출되고 기본 입자의 상호 작용에서 발생하는 전자기 복사라고 합니다.
무선 통신의 원리
진동 회로는 전자기파의 소스로 사용됩니다. 효과적인 방사선을 위해 회로가 "개방"됩니다. 필드가 공간으로 "이동"할 수 있는 조건을 만듭니다. 이 장치를 개방형 발진 회로라고 합니다. 안테나.
무선 통신주파수가 ~ Hz 범위 인 전자기파를 사용한 정보 전송이라고합니다.
레이더(레이더)
초단파를 송신하고 즉시 수신하는 장치. 방사선은 짧은 펄스에 의해 수행됩니다. 펄스는 물체에서 반사되어 신호를 수신하고 처리한 후 물체까지의 거리를 설정할 수 있습니다.
속도 레이더는 비슷한 원리로 작동합니다. 레이더가 움직이는 자동차의 속도를 어떻게 결정하는지 생각해 보십시오.
세부 정보 카테고리: 전기 및 자기 게시일: 06/05/2015 20:46 조회수: 11962특정 조건에서 가변 전기장과 자기장은 서로 발생할 수 있습니다. 그들은 전체가 아닌 전자기장을 형성합니다. 이것은 이 두 필드가 서로 없이는 존재할 수 없는 하나의 전체입니다.
역사에서
1821년에 수행된 덴마크 과학자 Hans Christian Oersted의 실험은 전류가 자기장을 생성한다는 것을 보여주었습니다. 차례로, 변화하는 자기장은 전류를 생성할 수 있습니다. 이것은 1831년 전자기 유도 현상을 발견한 영국의 물리학자 마이클 패러데이에 의해 증명되었습니다. 그는 또한 "전자기장"이라는 용어의 저자이기도 합니다.
그 당시 뉴턴의 장거리 작용 개념은 물리학에서 받아들여졌습니다. 모든 물체는 공극을 통해 무한히 빠른 속도(거의 순간적으로)와 거리에 관계없이 서로에게 작용한다고 믿었습니다. 전하는 비슷한 방식으로 상호 작용한다고 가정했습니다. 반면 패러데이는 자연계에 공허함은 존재하지 않으며 상호작용은 어떤 물질적 매질을 통해 유한한 속도로 일어난다고 믿었다. 이 전하 매체는 전자기장. 그리고 그것은 빛의 속도와 같은 속도로 전파됩니다.
맥스웰의 이론
기존 연구 결과를 종합하면, 영국의 물리학자 제임스 클러크 맥스웰 1864년에 만들어진 전자기장 이론. 그것에 따르면, 변화하는 자기장은 변화하는 전기장을 생성하고 교류 전기장은 교류 자기장을 생성합니다. 물론 처음에는 필드 중 하나가 전하 또는 전류 소스에 의해 생성됩니다. 그러나 미래에는 이러한 필드가 이미 이러한 소스와 독립적으로 존재할 수 있으므로 서로의 모양을 유발합니다. 그건, 전기장과 자기장은 단일 전자기장의 구성 요소입니다.. 그리고 그들 중 하나의 모든 변화는 다른 것의 출현을 야기합니다. 이 가설은 Maxwell의 이론의 기초를 형성합니다. 자기장에 의해 생성된 전기장은 와류입니다. 그의 힘의 라인은 닫힙니다.
이 이론은 현상학적이다. 이는 가정과 관찰에 근거한 것이며, 전기장과 자기장의 발생 원인을 고려하지 않았다는 것을 의미합니다.
전자기장의 특성
전자기장은 전기장과 자기장의 조합이므로 공간의 각 지점에서 전기장의 강도라는 두 가지 주요 수량으로 설명됩니다. 이자형 및 자기장 유도 안에 .
전자기장은 전기장을 자기장으로, 그리고 자기장을 전기장으로 바꾸는 과정이기 때문에 그 상태는 끊임없이 변화한다. 시공간에 퍼져 전자파를 형성합니다. 주파수와 길이에 따라 이러한 파동은 다음과 같이 나뉩니다. 전파, 테라헤르츠 방사선, 적외선, 가시광선, 자외선, X선 및 감마선.
전자기장의 강도 및 유도 벡터는 서로 수직이며 이들이 놓여 있는 평면은 파동 전파 방향에 수직입니다.
장거리 작용 이론에서는 전자기파의 전파 속도가 무한히 크다고 생각했습니다. 그러나 Maxwell은 이것이 사실이 아님을 증명했습니다. 물질에서 전자파는 유한한 속도로 전파되며, 이는 물질의 유전율과 자기 투자율에 따라 달라집니다. 따라서 Maxwell의 이론을 단거리 이론이라고 합니다.
맥스웰의 이론은 1888년 독일 물리학자 하인리히 루돌프 헤르츠에 의해 실험적으로 확인되었습니다. 그는 전자기파가 존재한다는 것을 증명했습니다. 또한 그는 진공에서 전자기파의 전파 속도를 측정했는데 이는 빛의 속도와 같은 것으로 밝혀졌습니다.
완전한 형태로 이 법칙은 다음과 같습니다.
자기장에 대한 가우스 법칙
닫힌 표면을 통한 자기 유도의 플럭스는 0입니다.
이 법칙의 물리적 의미는 자연에는 자기 전하가 없다는 것입니다. 자석의 극은 분리될 수 없습니다. 자기장의 힘선이 닫힙니다.
패러데이의 유도 법칙
자기 유도의 변화는 와류 전기장의 출현을 유발합니다.
,
자기장 순환 정리
이 정리는 자기장의 소스와 그에 의해 생성된 필드 자체를 설명합니다.
전류와 전기 유도의 변화는 와류 자기장을 생성합니다..
,
,
이자형전계 강도;
시간자기장 강도입니다.
안에- 자기 유도. 이것은 속도 v로 움직이는 q의 전하에 얼마나 강한 자기장이 작용하는지를 보여주는 벡터량입니다.
디- 전기 유도 또는 전기 변위. 강도 벡터와 편광 벡터의 합과 같은 벡터량입니다. 분극은 이러한 필드가 없을 때 위치에 대한 외부 전기장의 작용 하에서 전하의 변위로 인해 발생합니다.
Δ Nabla 연산자입니다. 특정 필드에 대한 이 연산자의 동작을 이 필드의 로터라고 합니다.
Δ x E = 부패 E
ρ - 외부 전하의 밀도;
제이- 전류밀도 - 단위면적에 흐르는 전류의 세기를 나타내는 값
와 함께진공에서 빛의 속도입니다.
전자기장을 연구하는 과학을 전기 역학. 그녀는 전하를 가진 신체와의 상호 작용을 고려합니다. 이와 같은 상호작용을 전자기. 고전 전기역학은 맥스웰 방정식을 사용하여 전자기장의 연속적인 특성만을 설명합니다. 현대 양자 전기역학은 전자기장도 이산(불연속) 특성을 갖는다고 생각합니다. 그리고 그러한 전자기적 상호 작용은 질량과 전하를 갖지 않는 불가분의 입자-양자의 도움으로 발생합니다. 전자기장의 양자는 광자 .
우리 주변의 전자기장
교류가 있는 모든 도체 주위에 전자기장이 형성됩니다. 전자기장의 출처는 전력선, 전기 모터, 변압기, 도시 전기 운송, 철도 운송, 전기 및 전자 가전 제품-텔레비전, 컴퓨터, 냉장고, 다리미, 진공 청소기, 무선 전화기, 휴대폰, 전기 면도기-한마디로 , 전기 소비 또는 전송과 관련된 모든 것. 강력한 전자기장의 원천은 텔레비전 송신기, 휴대 전화 스테이션의 안테나, 레이더 스테이션, 전자 레인지 등입니다. 그리고 우리 주변에는 그러한 장치가 상당히 많기 때문에 전자기장은 우리를 어디에서나 둘러싸고 있습니다. 이 필드는 영향을 미칩니다. 환경그리고 사람. 이 영향이 항상 부정적이라고 말할 수는 없습니다. 전기장과 자기장은 오랫동안 사람 주위에 존재했지만 수십 년 전의 방사능은 오늘날보다 수백 배 낮았습니다.
어느 정도까지는 전자파가 인간에게 안전할 수 있습니다. 따라서 의학에서는 저강도 전자기 방사선의 도움으로 조직이 치유되고 염증 과정을 제거하며 진통 효과가 있습니다. UHF 장치는 장과 위의 평활근 경련을 완화하고 신체 세포의 대사 과정을 개선하며 모세 혈관의 색조를 감소시키고 혈압을 낮춥니다.
그러나 강한 전자기장은 심혈관, 면역, 내분비 및 신경계사람은 불면증, 두통, 스트레스를 유발할 수 있습니다. 위험은 그 영향이 인간에게 거의 감지되지 않고 위반이 점진적으로 발생한다는 것입니다.
우리 주변의 전자파로부터 우리 자신을 어떻게 보호할 수 있습니까? 이 작업을 완전히 수행하는 것은 불가능하므로 영향을 최소화하기 위해 노력해야 합니다. 우선, 우리가 가장 자주있는 장소에서 멀리 떨어진 가전 제품을 배치해야합니다. 예를 들어, TV에 너무 가까이 앉지 마십시오. 결국 전자기장의 근원지에서 멀어질수록 약해집니다. 매우 자주 우리는 장치를 연결해 둡니다. 그러나 전자기장은 장치가 주전원에서 분리된 경우에만 사라집니다.
인간의 건강은 지구 자기장인 우주 방사선과 같은 자연적인 전자기장에도 영향을 받습니다.
Shmelev V.E., Sbitnev S.A.
"전기 공학의 이론적 기초"
"전자기장 이론"
제1장 전자기장 이론의 기본 개념
§ 1.1. 전자기장과 물리적 양의 결정.
전자기장 이론의 수학적 장치
전자기장(EMF)는 하전 입자에 힘을 가하는 물질의 한 유형이며 모든 지점에서 전기장과 자기장의 양면을 특징짓는 두 쌍의 벡터 양에 의해 결정됩니다.
전기장- 이것은 입자의 전하에 비례하고 속도와 무관한 힘으로 전하를 띤 입자에 미치는 영향을 특징으로 하는 EMF의 구성 요소입니다.
자기장- 이것은 입자의 전하와 속도에 비례하는 힘으로 움직이는 입자에 미치는 영향을 특징으로 하는 EMF의 구성 요소입니다.
코스에서 배운 이론적 기초전기 공학, EMF 계산을 위한 주요 속성 및 방법에는 전기, 무선 전자 및 생체 의학 장치에서 발견되는 EMF의 정성 및 정량 연구가 포함됩니다. 이를 위해 적분 및 미분 형태의 전기 역학 방정식이 가장 적합합니다.
전자기장 이론(TEMF)의 수학적 장치는 스칼라 필드 이론, 벡터 및 텐서 분석, 미분 및 적분 계산을 기반으로 합니다.
제어 질문
1. 전자기장이란 무엇입니까?
2. 전기장과 자기장이란 무엇입니까?
3. 전자기장 이론의 수학적 장치의 기초는 무엇입니까?
§ 1.2. EMF를 특징짓는 물리량
전계 강도 벡터그 시점에 큐한 점에 놓인 전하를 띤 고정 입자에 작용하는 힘의 벡터라고합니다. 큐이 입자가 단위 양전하를 가지고 있다면.
이 정의에 따르면 점전하에 작용하는 전기력은 큐동일하다:
어디 이자형 V/m 단위로 측정됩니다.
자기장의 특징 자기 유도 벡터. 일부 관찰 지점에서의 자기 유도 큐계수는 한 지점에 위치한 하전 입자에 작용하는 자기력과 동일한 벡터 양입니다. 큐, 단위 전하를 가지며 단위 속도로 움직이며 힘, 속도, 자기 유도 및 입자의 전하의 벡터가 조건을 만족합니다.
.
전류와 함께 곡선 도체에 작용하는 자기력은 다음 공식에 의해 결정될 수 있습니다.
.
직선 도체에서 균일한 필드에 있으면 다음과 같은 자기력이 작용합니다.
.
모든 최신 공식에서 비 - 테슬라(Tl) 단위로 측정되는 자기 유도.
1T는 자기 유도 선이 전류가 흐르는 도체에 수직으로 향하고 도체의 길이가 1m 인 경우 1A의 전류가 흐르는 직선 도체에 1N과 같은 자기력이 작용하는 자기 유도입니다. .
전기장 강도 및 자기 유도 외에도 전자기장 이론에서는 다음과 같은 벡터 양이 고려됩니다.
1) 전기 유도 디 (전기 변위)는 C / m 2로 측정되며,
EMF 벡터는 공간과 시간의 함수입니다.
어디 큐- 관측 지점, 티- 시간의 순간.
관찰포인트라면 큐가 진공 상태이면 대응하는 벡터 양 쌍 사이에 다음 관계가 성립합니다.
여기서 진공의 절대 유전율(기본 전기 상수) = 8.85419 * 10 -12;
진공의 절대 투자율(기본 자기 상수); \u003d 4π * 10 -7.
제어 질문
1. 전기장의 세기는 무엇인가?
2. 자기 유도란 무엇입니까?
3. 움직이는 하전 입자에 작용하는 자기력은 무엇입니까?
4. 전류가 흐르는 도체에 작용하는 자기력은 무엇입니까?
5. 전기장의 특성을 나타내는 벡터량은 무엇입니까?
6. 자기장의 특성을 나타내는 벡터량은 무엇입니까?
§ 1.3. 전자기장의 원인
EMF의 소스는 전하, 전기 쌍극자, 움직이는 전하, 전류, 자기 쌍극자입니다.
전하와 전류의 개념은 물리학 과정에서 주어진다. 전류는 세 가지 유형이 있습니다.
1. 전도 전류.
2. 변위 전류.
3. 전류를 전송합니다.
전도 전류- 전기 전도체의 이동 전하가 특정 표면을 통과하는 속도.
바이어스 전류- 특정 표면을 통한 전기 변위 벡터 흐름의 변화율.
.
전송 전류다음 식을 특징으로 하는
어디 V - 표면을 통한 신체의 이동 속도 에스; N - 표면에 수직인 단위의 벡터 - 법선 방향으로 표면을 통해 비행하는 물체의 선형 전하 밀도; ρ는 전하의 부피 밀도이고; 피 V - 전송 전류 밀도.
전기 쌍극자한 쌍의 포인트 요금 + 큐그리고 - 큐거리에 위치 엘서로로부터(그림 1).
점 전기 쌍극자는 전기 쌍극자 모멘트 벡터로 특징지어집니다.
자기 쌍극자전류가 흐르는 평면 회로라고 함 나.자기 쌍극자는 자기 쌍극자 모멘트 벡터를 특징으로 합니다.
어디 에스 전류가 흐르는 회로 위로 펼쳐진 평평한 표면의 면적 벡터입니다. 벡터 에스 또한 벡터의 끝에서 보면 이 평평한 표면에 수직으로 향합니다. 에스 , 전류의 방향과 일치하는 방향으로 윤곽선을 따라 이동하면 시계 반대 방향으로 발생합니다. 이것은 쌍극자 자기 모멘트 벡터의 방향이 오른쪽 나사 법칙에 따라 전류의 방향과 관련되어 있음을 의미합니다.
물질의 원자와 분자는 전기 및 자기 쌍극자이므로 EMF의 실제 유형의 각 지점은 전기 및 자기 쌍극자 모멘트의 벌크 밀도로 특성화할 수 있습니다.
피 - 물질의 전기 분극:
중 - 물질의 자화:
물질의 전기적 분극화실제 물체의 어떤 지점에서 전기 쌍극자 모멘트의 벌크 밀도와 같은 벡터량입니다.
물질 자화실제 물체의 어떤 지점에서 자기 쌍극자 모멘트의 벌크 밀도와 같은 벡터량입니다.
전기 변위- 이것은 진공에 있든 물질에 있든 관계없이 모든 관찰 지점에 대해 다음 관계에서 결정되는 벡터 양입니다.
(진공 또는 물질용),
(진공에만 해당).
자기장 강도- 진공에 있든 물질에 있든 관계없이 모든 관찰 지점에 대한 벡터 양은 다음 관계에서 결정됩니다.
,
여기서 자기장 강도는 A/m 단위로 측정됩니다.
분극 및 자화 외에도 다른 체적 분산 EMF 소스가 있습니다.
- 벌크 전하 밀도 ; ,
여기서 전하의 부피 밀도는 C/m 3 단위로 측정됩니다.
- 전류 밀도 벡터, 정규 구성 요소는 다음과 같습니다.
보다 일반적인 경우, 열린 표면을 통해 흐르는 전류 에스, 이 표면을 통한 전류 밀도 벡터의 플럭스와 같습니다.
여기서 전류 밀도 벡터는 A/m 2 단위로 측정됩니다.
제어 질문
1. 전자기장의 원인은 무엇입니까?
2. 전도 전류란 무엇입니까?
3. 바이어스 전류란?
4. 전송전류란?
5. 전기쌍극자와 전기쌍극자모멘트란?
6. 자기 쌍극자와 자기 쌍극자 모멘트란?
7. 물질의 전기 분극화와 자화란 무엇입니까?
8. 전기 변위란 무엇입니까?
9. 자기장의 강도란 무엇입니까?
10. 부피 전하 밀도와 전류 밀도는 무엇입니까?
MATLAB 애플리케이션 예제
일.
주어진: 전류가 흐르는 회로 나공간에서 삼각형의 둘레는 정점의 데카르트 좌표가 주어집니다. 엑스 1 , 엑스 2 , 엑스 3 , 와이 1 , 와이 2 , 와이 3 , 지 1 , 지 2 , 지삼 . 여기서 첨자는 정점 번호입니다. 정점은 전류가 흐르는 방향으로 번호가 매겨집니다.
필수의루프의 쌍극자 자기 모멘트 벡터를 계산하는 MATLAB 함수를 구성합니다. m-파일을 컴파일할 때 공간 좌표는 미터 단위로 측정되고 전류는 암페어 단위로 측정된다고 가정할 수 있습니다. 입력 및 출력 매개변수의 임의 구성이 허용됩니다.
해결책
% m_dip_moment - 공간에 전류가 있는 삼각형 회로의 자기 쌍극자 모멘트 계산
%pm = m_dip_moment(tok,노드)
% 입력 매개변수
% 전류 - 회로의 전류;
% 노드 - ." 형식의 정사각 행렬, 각 행에는 해당 정점의 좌표가 포함됩니다.
% 출력 매개변수
%pm은 자기 쌍극자 모멘트 벡터의 데카르트 성분의 행 행렬입니다.
함수 pm = m_dip_moment(tok,nodes);
pm=tok*)]) det()]) det()])]/2;
% 마지막 문장에서 삼각형의 면적 벡터는 현재
>> 노드=10*랜드(3)
9.5013 4.8598 4.5647
2.3114 8.913 0.18504
6.0684 7.621 8.2141
>> pm=m_dip_moment(1,노드)
13.442 20.637 -2.9692
안에 이 경우일어난 피 M = (13.442* 1 엑스 + 20.637*1 와이 - 2.9692*1 지) 회로의 전류가 1A인 경우 A * m 2
§ 1.4. 전자기장 이론의 공간 미분 연산자
구배스칼라 필드 Φ( 큐) = Φ( 엑스, 와이, 지)는 다음 공식으로 정의되는 벡터 필드라고 합니다.
,
어디 V 1 - 점을 포함하는 영역 큐; 에스 1 - 닫힌 표면 경계 영역 V 1 , 큐 1 - 표면에 속하는 점 에스 1 ; δ - 점으로부터의 최대 거리 큐표면의 점에 에스 1(최대| 큐큐 1 |).
분기벡터 필드 에프 (큐)=에프 (엑스, 와이, 지)는 다음 공식으로 정의되는 스칼라 필드라고 합니다.
축차(소용돌이) 벡터장 에프 (큐)=에프 (엑스, 와이, 지)는 다음 공식으로 정의되는 벡터 필드입니다.
썩음 에프
= 
나블라 오퍼레이터직교 좌표에서 다음 공식으로 정의되는 벡터 미분 연산자입니다.
nabla 연산자를 통해 grad, div 및 rot을 표현해 보겠습니다.
다음 연산자를 데카르트 좌표로 작성합니다.
; 
;
데카르트 좌표의 라플라스 연산자는 다음 공식으로 정의됩니다.
2차 미분 연산자:
적분 정리
기울기 정리 
;
발산 정리 
로터 정리 
EMF 이론에서 적분 정리 중 하나가 더 사용됩니다.
.
제어 질문
1. 스칼라 필드의 기울기란 무엇입니까?
2. 벡터장의 발산이란 무엇입니까?
3. 벡터장의 회전자란 무엇입니까?
4. 나블라 연산자는 무엇이며 1차 미분 연산자는 어떻게 표현됩니까?
5. 스칼라 및 벡터 필드에 유효한 적분 정리는 무엇입니까?
MATLAB 애플리케이션 예제
일.
주어진: 정사면체의 부피에서 선형법칙에 따라 스칼라장과 벡터장이 변한다. 정사면체 꼭지점의 좌표는 [ 엑스 1 , 와이 1 , 지 1 ; 엑스 2 , 와이 2 , 지 2 ; 엑스 3 , 와이 3 , 지 3 ; 엑스 4 , 와이 4 , 지 4 ]. 정점에서 스칼라 필드의 값은 행렬 [Ф 1 ; 에프 2; 에프 3; 에프 4]. 꼭짓점에서 벡터 필드의 데카르트 구성요소는 행렬 [ 에프 1 엑스, 에프 1와이, 에프 1지; 에프 2엑스, 에프 2와이, 에프 2지; 에프 3엑스, 에프 3와이, 에프 3지; 에프 4엑스, 에프 4와이, 에프 4지].
정의하다사면체의 부피, 스칼라 필드의 기울기, 벡터 필드의 발산 및 컬. 이를 위해 MATLAB 함수를 작성하십시오.
해결책. 아래는 m-function의 텍스트입니다.
% grad_div_rot - 사면체의 부피에서 기울기, 발산 및 컬 계산...
%=grad_div_rot(노드, 스칼라, 벡터)
% 입력 매개변수
% 노드 - 사면체 정점 좌표의 행렬:
% 선은 정점, 열 - 좌표에 해당합니다.
% 스칼라 - 꼭짓점에서 스칼라 필드 값의 열 행렬
% 벡터 - 꼭지점에 있는 벡터 필드 구성 요소의 행렬:
% 출력 매개변수
% grad - 스칼라 필드의 데카르트 구배 성분의 행 행렬;
% div - 사면체 부피에서 벡터 필드의 발산 값;
% rot - 벡터 필드 회전자의 데카르트 구성 요소의 행 행렬.
% 계산에서 정사면체의 부피에서
% 벡터 및 스칼라 필드는 선형 법칙에 따라 공간이 다릅니다.
함수 =grad_div_rot(노드, 스칼라, 벡터);
a=inv(); 선형 보간 계수의 % 행렬
grad=(a(2:end,:)*scalar)."; % 스칼라 필드 기울기 구성요소
div=*벡터(:); 벡터 필드의 % 발산
rot=sum(cross(a(2:end,:),vector."),2).";
개발된 m-function을 실행하는 예:
>> 노드=10*랜드(4,3)
3.5287 2.0277 1.9881
8.1317 1.9872 0.15274
0.098613 6.0379 7.4679
1.3889 2.7219 4.451
>> 스칼라=랜드(4,1)
>>벡터=랜드(4,3)
0.52515 0.01964 0.50281
0.20265 0.68128 0.70947
0.67214 0.37948 0.42889
0.83812 0.8318 0.30462
>> =grad_div_rot(노드, 스칼라, 벡터)
0.16983 -0.03922 -0.17125
0.91808 0.20057 0.78844
공간 좌표가 미터 단위로 측정되고 벡터 및 스칼라 필드가 차원이 없다고 가정하면 이 예일어난:
등급 Ф = (-0.16983* 1 엑스 - 0.03922*1 와이 - 0.17125*1 지) m -1 ;
사업부 에프 = -1.0112m -1;
썩음 에프 = (-0.91808*1 엑스 + 0.20057*1 와이 + 0.78844*1 지) m -1 .
§ 1.5. 전자기장 이론의 기본 법칙
적분 형식의 EMF 방정식
전체 현행법:
또는 
윤곽을 따라 자기장 강도 벡터의 순환 엘표면을 통해 흐르는 총 전류와 같습니다. 에스, 윤곽선 위로 늘어남 엘, 전류의 방향이 회로를 우회하는 방향으로 오른 손잡이 시스템을 형성하는 경우.
전자기 유도 법칙:
,
어디 이자형 c는 외부 전기장의 강도입니다.
전자기 유도의 EMF 이자형그리고 회로에서 엘표면을 통과하는 자속의 변화율과 동일 에스, 윤곽선 위로 늘어남 엘, 자속의 변화율의 방향은 방향으로 형성 이자형그리고 왼손잡이 시스템.
적분 형태의 가우스 정리:
닫힌 표면을 통한 전기 변위 벡터 흐름 에스표면에 둘러싸인 부피의 자유 전하의 합과 같습니다. 에스.
자기 유도선의 연속성 법칙:
닫힌 표면을 통과하는 자속은 0입니다.
적분 형식의 방정식을 직접 적용하면 가장 간단한 전자기장을 계산할 수 있습니다. 보다 복잡한 형태의 전자기장을 계산하기 위해 미분 형식의 방정식이 사용됩니다. 이러한 방정식을 Maxwell의 방정식이라고 합니다.
정지 매체에 대한 맥스웰의 방정식
이러한 방정식은 적분 형식의 해당 방정식과 공간 미분 연산자의 수학적 정의에서 직접 따릅니다.
미분 형식의 전체 현행법:
,
총 전류 밀도,
외부 전류 밀도,
전도 전류 밀도,
변위 전류 밀도: ,
전송 전류 밀도: .
이것은 전류가 자기장 강도의 벡터장의 와류 소스임을 의미합니다.
미분 형태의 전자기 유도 법칙:
이는 교류 자기장이 전계 강도 벡터의 공간 분포에 대한 와류 소스임을 의미합니다.
자기 유도선의 연속 방정식:
이것은 자기 유도 벡터의 필드에 소스가 없음을 의미합니다. 자연에는 자기 전하(자기홀극)가 없습니다.
미분 형식의 가우스 정리:
이는 전기 변위 벡터장의 소스가 전하임을 의미합니다.
EMF 해석 문제 해법의 독창성을 확보하기 위해서는 맥스웰 방정식을 벡터간 물질 연결 방정식으로 보완할 필요가 있다. 이자형 그리고 디 , 그리고 비 그리고 시간 .
필드 벡터와 매질의 전기물리적 특성 간의 관계
그것은 알려져있다
| (1) |
모든 유전체는 전기장에 의해 분극화됩니다. 모든 자석은 자기장에 의해 자화됩니다. 물질의 정적 유전 특성은 분극화 벡터의 기능적 종속성에 의해 완전히 설명될 수 있습니다. 피 전계 강도 벡터에서 이자형 (피 =피 (이자형 )). 물질의 정적 자기 특성은 자화 벡터의 기능적 종속성에 의해 완전히 설명될 수 있습니다. 중 자기장 강도 벡터에서 시간 (중 =중 (시간 )). 일반적으로 이러한 종속성은 본질적으로 모호합니다(히스테리시스). 이것은 지점에서의 분극 또는 자화 벡터를 의미합니다. 큐벡터 값에 의해서만 결정되는 것이 아닙니다. 이자형 또는 시간 이 시점에서 뿐만 아니라 벡터의 변화 이력도 이자형 또는 시간 이 지점에서. 이러한 종속성을 실험적으로 조사하고 모델링하는 것은 매우 어렵습니다. 따라서 실제로는 벡터가 다음과 같다고 가정합니다. 피 그리고 이자형 , 그리고 중 그리고 시간 동일 선상에 있으며 물질의 전기물리적 특성은 스칼라 히스테리시스 함수(| 피 |=|피 |(|이자형 |), |중 |=|중 |(|시간 |). 위 함수의 히스테리시스 특성을 무시할 수 있는 경우 전기적 특성은 단일 값 함수로 설명됩니다. 피=피(이자형), 중=중(시간).
많은 경우에 이러한 함수는 대략적으로 선형으로 간주될 수 있습니다. 즉,
그런 다음 관계 (1)을 고려하여 다음과 같이 작성할 수 있습니다.
| , | (4) |
따라서 물질의 상대 유전율과 자기 투자율은 다음과 같습니다.
물질의 절대 유전율:
물질의 절대 투자율:
관계식 (2), (3), (4)는 물질의 유전 및 자기 특성을 특성화합니다. 물질의 전기 전도 특성은 옴의 법칙으로 미분 형식으로 설명할 수 있습니다.
여기서 는 S/m 단위로 측정된 물질의 특정 전기 전도도입니다.
보다 일반적인 경우 전도 전류 밀도와 전계 강도 벡터 사이의 의존성은 비선형 벡터 히스테리시스 특성을 갖습니다.
전자기장 에너지
전기장의 체적 에너지 밀도는
,
어디 승 e는 J / m 3 단위로 측정됩니다.
자기장의 체적 에너지 밀도는
,
어디 승 m은 J / m 3 단위로 측정됩니다.
전자기장의 체적 에너지 밀도는
물질의 선형 전기 및 자기 특성의 경우 EMF의 체적 에너지 밀도는
이 표현은 특정 에너지 및 EMF 벡터의 순간 값에 유효합니다.
전도 전류로 인한 열 손실의 특정 전력
타사 소스의 특정 권한
제어 질문
1. 전체 현행법은 어떻게 일체형으로 공식화되는가?
2. 전자유도법칙은 일체형으로 어떻게 공식화되는가?
3. 가우스 정리와 자속 연속성의 법칙은 적분 형태로 어떻게 공식화됩니까?
4. 총 전류의 법칙은 미분 형식으로 어떻게 공식화됩니까?
5. 전자기 유도 법칙은 미분 형식으로 어떻게 공식화됩니까?
6. 가우스 정리와 자기 유도선의 연속성 법칙은 어떻게 적분 형태로 공식화됩니까?
7. 물질의 전기적 특성을 설명하는 관계는 무엇입니까?
8. 전자기장의 에너지는 그것을 결정하는 벡터 양으로 어떻게 표현됩니까?
9. 열 손실의 비동력과 타사 소스의 비동력은 어떻게 결정됩니까?
MATLAB 애플리케이션 예제
작업 1.
주어진: 정사면체의 부피 내부에서 물질의 자기유도와 자화는 선형법칙에 따라 변화한다. 사면체 꼭지점의 좌표가 주어지고, 자기 유도 벡터의 값과 꼭지점에서 물질의 자화가 주어집니다.
계산하다이전 단락의 문제 해결에서 컴파일된 m-함수를 사용하여 사면체 부피의 전류 밀도. MATLAB 명령 창에서 계산을 수행하고 공간 좌표가 밀리미터로 측정되고 자기 유도가 테슬라로, 자기장 강도 및 자화가 kA/m로 가정합니다.
해결책.
grad_div_rot m-function과 호환되는 형식으로 소스 데이터를 설정해 보겠습니다.
>> 노드=5*랜드(4,3)
0.94827 2.7084 4.3001
0.96716 0.75436 4.2683
3.4111 3.4895 2.9678
1.5138 1.8919 2.4828
>> B=랜드(4,3)*2.6-1.3
1.0394 0.41659 0.088605
0.83624 -0.41088 0.59049
0.37677 -0.54671 -0.49585
0.82673 -0.4129 0.88009
>> mu0=4e-4*pi % 절대 진공 자기 투자율, μH/mm
>> M=랜드(4,3)*1800-900
122.53 -99.216 822.32
233.26 350.22 40.663
364.93 218.36 684.26
83.828 530.68 -588.68
>> =grad_div_rot(노드,원(4,1),B/mu0-M)
0 -3.0358e-017 0
914.2 527.76 -340.67
이 예에서 고려된 볼륨의 총 전류 밀도 벡터는 (-914.2* 1 엑스 + 527.76*1 와이 - 340.67*1 지) A/mm 2 . 전류 밀도 계수를 결정하려면 다음 명령문을 실행하십시오.
>> cur_d=sqrt(cur_dens*cur_dens.")
전류 밀도의 계산된 값은 실제 기술 장치의 고도로 자화된 매체에서 얻을 수 없습니다. 이 예는 순전히 교육적입니다. 이제 사면체 부피에서 자기 유도 분포 설정의 정확성을 확인합시다. 이렇게 하려면 다음 문을 실행합니다.
>> =grad_div_rot(노드,원(4,1),B)
0 -3.0358e-017 0
0.38115 0.37114 -0.55567
여기서 우리는 div 값을 얻었습니다. 비 \u003d -0.34415 T / mm, 차동 형태의 자기 유도 라인의 연속성 법칙을 따를 수 없습니다. 이것으로부터 사면체 부피의 자기 유도 분포가 잘못 설정되었습니다.
작업 2.
꼭지점 좌표가 주어진 정사면체를 공중에 띄웁니다(측정 단위는 미터). 정점에서 전계 강도 벡터의 값을 지정합니다(측정 단위 - kV/m).
필수의사면체 내부의 체적 전하 밀도를 계산하십시오.
해결책유사하게 수행할 수 있습니다.
>> 노드=3*랜드(4,3)
2.9392 2.2119 0.59741
0.81434 0.40956 0.89617
0.75699 0.03527 1.9843
2.6272 2.6817 0.85323
>> eps0=8.854e-3 % 절대 진공 유전율, nF/m
>> E=20*랜드(4,3)
9.3845 8.4699 4.519
1.2956 10.31 11.596
19.767 6.679 15.207
11.656 8.6581 10.596
>> =grad_div_rot(노드,원(4,1),E*eps0)
0.076467 0.21709 -0.015323
이 예에서 체적 전하 밀도는 0.10685 μC/m 3 인 것으로 나타났습니다.
§ 1.6. EMF 벡터의 경계 조건.
전하 보존의 법칙. Umov-포인팅 정리
또는 
여기에 표시되어 있습니다. 시간 1 - 환경 번호 1에서 매체 사이의 인터페이스에서 자기장 강도의 벡터. 시간 2 - 환경 2번과 동일; 시간 1티- 매체 번호 1의 매체 인터페이스에 대한 자기장 강도 벡터의 접선(접선) 구성 요소; 시간 2티- 환경 2번과 동일; 이자형 1은 매체 1번의 매체 인터페이스에 대한 전체 전계 강도의 벡터입니다. 이자형 2 - 환경 2번과 동일; 이자형 1c - 매체 1번의 매체 인터페이스 상의 전계 강도 벡터의 제3자 구성요소; 이자형 2c - 환경 2번과 동일; 이자형 1티- 매체 1번의 매체 인터페이스 상의 전계 강도 벡터의 접선 성분; 이자형 2티- 환경 2번과 동일; 이자형 1초 티- 매체 번호 1의 미디어 인터페이스에 있는 전계 강도 벡터의 접선 제3자 구성 요소; 이자형 2티- 환경 2번과 동일; 비 1 - 매체 번호 1의 매체 간 인터페이스에서 자기 유도 벡터; 비 2 - 환경 2번과 동일; 비 1N- 매체 No. 1의 매체 사이의 경계면에서 자기 유도 벡터의 일반 구성 요소; 비 2N- 환경 2번과 동일; 디 1 - 매체 1번 매체 인터페이스의 전기적 변위 벡터; 디 2 - 환경 2번과 동일; 디 1N- 매체 번호 1의 매체 인터페이스에서 전기 변위 벡터의 일반 구성 요소; 디 2N- 환경 2번과 동일; σ는 C/m 2 단위로 측정된 매질 사이의 인터페이스에서 전하의 표면 밀도입니다.
전하 보존의 법칙
타사 전류 소스가 없는 경우
,
일반적인 경우, 즉 총 전류 밀도 벡터에는 소스가 없습니다. 즉, 총 전류 라인은 항상 닫힙니다.
Umov-포인팅 정리EMF의 재료 지점에서 소비되는 체적 전력 밀도는 다음과 같습니다.
신원에 따라 (1)
이것은 볼륨에 대한 파워 밸런스 방정식입니다. V. 일반적인 경우 등식 (3)에 따라 체적 내부의 소스에서 발생하는 전자기력 V, 열 손실, EMF 에너지 축적 및 이 부피를 제한하는 닫힌 표면을 통해 주변 공간으로 복사됩니다.
적분(2)의 피적분을 포인팅 벡터라고 합니다.
,
어디 피 W / m 2로 측정.
이 벡터는 일부 관찰 지점에서 전자기 전력 플럭스 밀도와 같습니다. 등식(3)은 Umov-Poynting 정리의 수학적 표현입니다.
영역에서 방사되는 전자기력 V주변 공간으로의 흐름은 닫힌 표면을 통한 포인팅 벡터의 흐름과 같습니다. 에스, 경계 영역 V.
제어 질문
1. 미디어 인터페이스의 전자기장 벡터에 대한 경계 조건을 설명하는 표현은 무엇입니까?
2. 전하 보존 법칙은 미분 형식으로 어떻게 공식화됩니까?
3. 전하 보존 법칙은 일체형으로 어떻게 공식화됩니까?
4. 매체 인터페이스에서 전류 밀도의 경계 조건을 설명하는 표현은 무엇입니까?
5. 전자기장에서 물질점이 소모하는 전력의 체적밀도는 얼마인가?
6. 특정 볼륨에 대한 전자파 균형 방정식은 어떻게 작성됩니까?
7. 포인팅 벡터란 무엇입니까?
8. Umov-Poynting 정리는 어떻게 공식화됩니까?
MATLAB 애플리케이션 예제
일.
주어진: 공간에 삼각형의 표면이 있습니다. 정점 좌표가 설정됩니다. 정점에서 전기장 및 자기장 강도 벡터의 값도 제공됩니다. 전계 강도의 타사 구성 요소는 0입니다.
필수의이 삼각형 표면을 통과하는 전자기력을 계산하십시오. 이 계산을 수행하는 MATLAB 함수를 작성하십시오. 계산할 때 양의 법선 벡터가 끝에서 보면 정점 번호의 오름차순으로 시계 반대 방향으로 이동하는 방식으로 향한다는 점을 고려하십시오.
해결책. 아래는 m-function의 텍스트입니다.
% em_power_tri - 통과하는 전자기력 계산
% 공간의 삼각형 표면
%P=em_power_tri(노드,E,H)
% 입력 매개변수
% 노드 - 와 같은 정사각 행렬." ,
해당 정점의 좌표가 쓰여지는 각 줄의 %.
% E - 꼭지점에서 전계 강도 벡터의 구성 요소 매트릭스:
% 행은 정점에 해당하고 열은 데카르트 구성 요소에 해당합니다.
% H - 꼭지점에서 자기장 강도 벡터의 구성 요소 매트릭스.
% 출력 매개변수
%P - 삼각형을 통과하는 전자기력
% 계산은 삼각형에서 다음을 가정합니다.
% 전계 강도 벡터는 선형 법칙에 따라 공간에서 변경됩니다.
함수 P=em_power_tri(노드,E,H);
% 삼각형의 이중 면적 벡터 계산
S=)]) 데트()]) 데트()])];
P=sum(cross(E,(ones(3,3)+eye(3))*H,2))*S."/24;
개발된 m-function을 실행하는 예:
>> 노드=2*랜드(3,3)
0.90151 0.5462 0.4647
1.4318 0.50954 1.6097
1.7857 1.7312 1.8168
>> E=2*랜드(3,3)
0.46379 0.15677 1.6877
0.47863 1.2816 0.3478
0.099509 0.38177 0.34159
>> H=2*랜드(3,3)
1.9886 0.62843 1.1831
0.87958 0.73016 0.23949
0.6801 0.78648 0.076258
>> P=em_power_tri(노드,E,H)
공간 좌표가 미터 단위로 측정되고 전기장 강도 벡터는 미터당 볼트, 자기장 강도 벡터는 미터당 암페어라고 가정하면 이 예에서 삼각형을 통과하는 전자기력은 0.18221와트
지침
두 개의 배터리를 가져 와서 전기 테이프로 연결하십시오. 끝이 다르도록 배터리를 연결하십시오. 즉, 플러스가 마이너스 반대쪽에 있고 그 반대도 마찬가지입니다. 종이 클립을 사용하여 각 배터리 끝에 전선을 연결합니다. 그런 다음 종이 클립 중 하나를 배터리 위에 놓습니다. 클립이 각각의 중앙에 닿지 않으면 원하는 길이로 곧게 펴야 할 수 있습니다. 디자인을 테이프로 고정합니다. 전선의 끝이 비어 있고 종이 클립의 가장자리가 각 배터리의 중앙에 닿는지 확인하십시오. 위에서 배터리를 연결하고 다른 쪽에서도 동일하게 수행하십시오.
구리선을 사용하십시오. 와이어의 약 15cm를 직선으로 두고 유리 주위를 감싸기 시작합니다. 10턴 정도 합니다. 15cm 더 똑바로 둡니다. 결과 구리 코일의 자유 단 중 하나에 전원 공급 장치의 전선 중 하나를 연결하십시오. 전선이 서로 잘 연결되어 있는지 확인하십시오. 연결되면 회로는 자기를 제공합니다 필드. 전원 공급 장치의 다른 전선을 구리선에 연결합니다.
이때 코일에 전류가 흐르면 내부에 있던 코일이 자화됩니다. 종이 클립이 서로 달라붙기 때문에 숟가락이나 포크, 스크루드라이버의 부품이 자화되어 코일에 전류가 흐르는 동안 다른 금속 물체를 끌어당깁니다.
메모
코일이 뜨거울 수 있습니다. 주변에 인화성 물질이 없는지 확인하고 화상을 입지 않도록 주의하십시오.
가장 쉽게 자화되는 금속은 철입니다. 필드를 확인할 때 알루미늄이나 구리를 선택하지 마십시오.
전자기장을 만들기 위해서는 소스가 방사되도록 해야 합니다. 동시에 공간에서 전파되어 서로를 발생시킬 수 있는 전기장과 자기장의 조합을 생성해야 합니다. 전자기장은 전자기파의 형태로 공간에서 전파될 수 있습니다.
필요할 것이예요
- - 절연 전선;
- - 못;
- - 두 지휘자;
- - Ruhmkorff 코일.
지침
저항이 낮은 절연 전선을 사용하십시오. 구리가 가장 좋습니다. 강철 코어에 감으면 100mm 길이의 일반 못 (직조)이 가능합니다. 와이어를 전원에 연결하면 일반 배터리가 작동합니다. 전기가있을 것입니다 필드, 그 안에 전류를 생성합니다.
전하(전류)의 방향성 이동은 차례로 자기를 생성합니다. 필드, 와이어가 감긴 강철 코어에 집중됩니다. 코어가 회전하고 강자성체(니켈, 코발트 등)에 끌립니다. 결과 필드전자기라고 부를 수 있습니다. 필드자기.
고전적인 전자기장을 얻으려면 전기장과 자기장이 모두 필요합니다. 필드시간이 지남에 따라 변경된 다음 전기 필드자기를 생성하고 그 반대도 마찬가지입니다. 이를 위해서는 움직이는 전하가 가속을 받는 것이 필요합니다. 이를 수행하는 가장 쉬운 방법은 진동을 만드는 것입니다. 따라서 전자기장을 얻으려면 도체를 가져 와서 일반 가정용 네트워크에 연결하면 충분합니다. 그러나 너무 작아서 계측기로 측정할 수 없을 것입니다.
충분히 강력한 자기장을 얻으려면 Hertz 진동기를 만드십시오. 이렇게하려면 두 개의 동일한 직선 도체를 가져 와서 그 사이의 간격이 7mm가되도록 고정하십시오. 이것은 전기 용량이 작은 개방형 발진 회로입니다. 각 전도체를 Ruhmkorff 클램프에 연결합니다(임펄스를 수신할 수 있습니다. 높은 전압). 다음에 스키마를 첨부합니다. 배터리. 도체 사이의 스파크 갭에서 방전이 시작되고 진동기 자체가 전자기장의 원인이 됩니다.
관련 동영상
새로운 기술의 도입과 전기의 광범위한 사용으로 인해 인간과 환경에 가장 자주 유해한 영향을 미치는 인공 전자기장이 출현했습니다. 이러한 물리적 필드는 이동 전하가 있는 곳에서 발생합니다.
전자기장의 성질
전자기장은 특별한 종류문제. 전하가 이동하는 도체 주변에서 발생합니다. 역장은 서로 분리되어 존재할 수 없는 자기장과 전기장이라는 두 개의 독립적인 장으로 구성됩니다. 전기장은 발생하고 변화할 때 항상 자기장을 생성합니다.
가변 필드의 첫 번째 특성 중 하나는 19세기 중반세기는 전자기장 이론을 창안한 공로가 있는 제임스 맥스웰을 탐구하기 시작했습니다. 과학자는 가속도와 함께 움직이는 전하가 전기장을 생성한다는 것을 보여주었습니다. 이를 변경하면 자기력 필드가 생성됩니다.
교류 자기장의 소스는 가속도에 따라 진동하거나 움직이는 전하뿐만 아니라 움직이게 설정하면 자석이 될 수 있습니다. 전하가 일정한 속도로 움직이면 일정한 자기장이 특징인 도체를 통해 일정한 전류가 흐릅니다. 공간에서 전파되는 전자기장은 도체의 전류 크기와 방출되는 파동의 주파수에 따라 에너지를 전달합니다.
전자기장이 사람에게 미치는 영향
인간이 설계한 기술 시스템에 의해 생성되는 모든 전자기 방사선의 수준은 행성의 자연 방사선보다 몇 배나 높습니다. 이것은 신체 조직의 과열과 돌이킬 수 없는 결과로 이어질 수 있는 열 효과입니다. 예를 들어 장기간 사용 휴대전화방사선원인 는 뇌의 온도와 눈의 수정체를 증가시킬 수 있습니다.
가전제품 사용으로 발생하는 전자기장은 악성 신생물을 유발할 수 있습니다. 특히 이것은 어린이의 몸에 적용됩니다. 전자파 발생원 근처에 장기간 사람이 있으면 면역 체계의 효율성이 떨어지고 심장 및 혈관 질환이 발생합니다.
물론 전자기장의 근원이 되는 기술적 수단의 사용을 완전히 포기하는 것은 불가능하다. 그러나 가장 간단한 예방 조치를 적용할 수 있습니다. 예를 들어 헤드셋을 끼고 전화기를 사용하고 장비를 사용한 후 전기 콘센트에 기기 코드를 두지 마십시오. 일상 생활에서는 보호 차폐가 있는 연장 코드와 케이블을 사용하는 것이 좋습니다.
