വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലങ്ങൾ. വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം

വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം, ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഒരു പ്രത്യേക രൂപം. വഴി വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലംചാർജ്ജ് ചെയ്ത കണങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം നടക്കുന്നു.

ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ സ്വഭാവം ക്ലാസിക്കൽ ഇലക്ട്രോഡൈനാമിക്സ് പഠിക്കുന്നു. വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തെ മാക്‌സ്‌വെല്ലിന്റെ സമവാക്യങ്ങൾ വിവരിക്കുന്നു, ഇത് ഫീൽഡിന്റെ സവിശേഷതയായ അളവുകളെ അതിന്റെ ഉറവിടങ്ങളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു, അതായത് ബഹിരാകാശത്ത് വിതരണം ചെയ്യുന്ന ചാർജുകളും വൈദ്യുതധാരകളും. നിശ്ചലമോ ഒരേപോലെ ചലിക്കുന്നതോ ആയ ചാർജുള്ള കണങ്ങളുടെ വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം ഈ കണങ്ങളുമായി അഭേദ്യമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു; കണികകൾ വേഗത്തിൽ നീങ്ങുമ്പോൾ, വൈദ്യുതകാന്തികക്ഷേത്രം അവയിൽ നിന്ന് "പിരിഞ്ഞുപോകുന്നു" കൂടാതെ വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ രൂപത്തിൽ സ്വതന്ത്രമായി നിലനിൽക്കുന്നു.

മാക്‌സ്‌വെല്ലിന്റെ സമവാക്യങ്ങളിൽ നിന്ന് ഇത് പിന്തുടരുന്നത് ഒരു ആൾട്ടർനേറ്റിംഗ് വൈദ്യുത മണ്ഡലം ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഒരു ആൾട്ടർനേറ്റ് കാന്തികക്ഷേത്രം ഒരു വൈദ്യുതവും സൃഷ്ടിക്കുന്നു, അതിനാൽ ചാർജുകളുടെ അഭാവത്തിൽ ഒരു വൈദ്യുതകാന്തികക്ഷേത്രം നിലനിൽക്കും. ഒരു ആൾട്ടർനേറ്റിംഗ് കാന്തിക മണ്ഡലം വഴി ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലവും ഒന്നിടവിട്ട വൈദ്യുതത്താൽ കാന്തികക്ഷേത്രവും സൃഷ്ടിക്കുന്നത് വൈദ്യുത കാന്തിക മണ്ഡലങ്ങൾ പരസ്പരം സ്വതന്ത്രമായി പ്രത്യേകമായി നിലവിലില്ല എന്ന വസ്തുതയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. അതിനാൽ, വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം എന്നത് ഒരു തരം ദ്രവ്യമാണ്, എല്ലാ പോയിന്റുകളിലും രണ്ട് വെക്റ്റർ അളവുകളാൽ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു, അത് അതിന്റെ രണ്ട് ഘടകങ്ങളെ - "ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡ്", "മാഗ്നറ്റിക് ഫീൽഡ്" എന്നിവ വിശേഷിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കണങ്ങളിൽ അവയുടെ വേഗതയും വ്യാപ്തിയും അനുസരിച്ച് ബലം പ്രയോഗിക്കുന്നു. അവരുടെ ചുമതല.

ഒരു ശൂന്യതയിലെ ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം, അതായത്, ദ്രവ്യത്തിന്റെ കണങ്ങളുമായി ബന്ധമില്ലാത്ത ഒരു സ്വതന്ത്ര അവസ്ഥയിൽ, വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ രൂപത്തിൽ നിലവിലുണ്ട്, വേഗതയ്ക്ക് തുല്യമായ വേഗതയിൽ വളരെ ശക്തമായ ഗുരുത്വാകർഷണ മണ്ഡലങ്ങളുടെ അഭാവത്തിൽ ഒരു ശൂന്യതയിൽ വ്യാപിക്കുന്നു. പ്രകാശത്തിന്റെ സി= 2.998. 10 8 മീ/സെ. അത്തരം ഒരു ഫീൽഡ് വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ ശക്തിയാൽ സവിശേഷതയാണ് ഇകാന്തിക മണ്ഡല ഇൻഡക്ഷനും IN. മാധ്യമത്തിലെ വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തെ വിവരിക്കാൻ, വൈദ്യുത ഇൻഡക്ഷന്റെ അളവുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നു ഡികാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തിയും എച്ച്. ദ്രവ്യത്തിൽ, അതുപോലെ തന്നെ വളരെ ശക്തമായ ഗുരുത്വാകർഷണ മണ്ഡലങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യത്തിൽ, അതായത്, ദ്രവ്യത്തിന്റെ വളരെ വലിയ പിണ്ഡത്തിന് സമീപം, വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ വ്യാപന പ്രവേഗം മൂല്യത്തേക്കാൾ കുറവാണ്. സി.

വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡല രൂപത്തെ ചിത്രീകരിക്കുന്ന വെക്റ്ററുകളുടെ ഘടകങ്ങൾ, ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച്, ഒരൊറ്റ ഭൗതിക അളവ് - വൈദ്യുതകാന്തിക ഫീൽഡ് ടെൻസർ, ലോറന്റ്സ് പരിവർത്തനങ്ങൾക്ക് അനുസൃതമായി ഒരു നിഷ്ക്രിയ ഫ്രെയിമിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് നീങ്ങുമ്പോൾ ഇവയുടെ ഘടകങ്ങൾ രൂപാന്തരപ്പെടുന്നു. .

ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന് ഊർജ്ജവും ആവേഗവുമുണ്ട്. 1899-ൽ പി.എൻ. ലെബെദേവ് പ്രകാശത്തിന്റെ മർദ്ദം അളക്കുന്നതിനുള്ള പരീക്ഷണത്തിലാണ് വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ പൾസിന്റെ അസ്തിത്വം ആദ്യമായി കണ്ടെത്തിയത്. ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന് എല്ലായ്പ്പോഴും ഊർജ്ജമുണ്ട്. വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത = 1/2(ED+HH).

വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം ബഹിരാകാശത്ത് വ്യാപിക്കുന്നു. വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ ഊർജ്ജ പ്രവാഹ സാന്ദ്രത നിർണ്ണയിക്കുന്നത് Poynting വെക്റ്റർ ആണ് എസ്=, യൂണിറ്റ് W/m 2. Poynting വെക്റ്ററിന്റെ ദിശ ലംബമാണ് ഇഒപ്പം എച്ച്കൂടാതെ വൈദ്യുതകാന്തിക ഊർജ്ജത്തിന്റെ പ്രചരണ ദിശയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. അതിന്റെ മൂല്യം ലംബമായ ഒരു യൂണിറ്റ് ഏരിയയിലൂടെ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജത്തിന് തുല്യമാണ് എസ്ഓരോ യൂണിറ്റ് സമയവും. ശൂന്യതയിൽ ഫീൽഡ് മൊമെന്റം സാന്ദ്രത K \u003d S / s 2 \u003d / s 2.

വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ ഉയർന്ന ആവൃത്തികളിൽ, അതിന്റെ ക്വാണ്ടം ഗുണങ്ങൾ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു, കൂടാതെ വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തെ ഫീൽഡ് ക്വാണ്ട - ഫോട്ടോണുകളുടെ ഒരു ഫ്ലക്സ് ആയി കണക്കാക്കാം. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം വിവരിക്കുന്നു

1860-1865 ൽ. 19-ആം നൂറ്റാണ്ടിലെ ഏറ്റവും വലിയ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരിൽ ഒരാൾ ജെയിംസ് ക്ലർക്ക് മാക്സ്വെൽഒരു സിദ്ധാന്തം സൃഷ്ടിച്ചു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം.മാക്സ്വെൽ പറയുന്നതനുസരിച്ച്, വൈദ്യുതകാന്തിക പ്രേരണയുടെ പ്രതിഭാസം ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ വിശദീകരിക്കുന്നു. ബഹിരാകാശത്ത് ഏതെങ്കിലുമൊരു ഘട്ടത്തിൽ കാന്തികക്ഷേത്രം കാലത്തിനനുസരിച്ച് മാറുകയാണെങ്കിൽ, അവിടെ ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലവും രൂപം കൊള്ളുന്നു. ഫീൽഡിൽ ഒരു അടഞ്ഞ കണ്ടക്ടർ ഉണ്ടെങ്കിൽ, വൈദ്യുത മണ്ഡലം അതിൽ ഒരു ഇൻഡക്ഷൻ കറന്റിന് കാരണമാകുന്നു. മാക്സ്വെല്ലിന്റെ സിദ്ധാന്തത്തിൽ നിന്ന് വിപരീത പ്രക്രിയയും സാധ്യമാണ്. ബഹിരാകാശത്തിന്റെ ചില പ്രദേശങ്ങളിൽ വൈദ്യുത മണ്ഡലം കാലത്തിനനുസരിച്ച് മാറുകയാണെങ്കിൽ, ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രവും ഇവിടെ രൂപം കൊള്ളുന്നു.

അങ്ങനെ, കാന്തികക്ഷേത്രത്തിൽ കാലക്രമേണ ഉണ്ടാകുന്ന ഏതൊരു മാറ്റവും ഒരു മാറുന്ന വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിൽ കലാശിക്കുന്നു, കൂടാതെ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിലെ ഏത് മാറ്റവും മാറുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന് കാരണമാകുന്നു. ഇവ പരസ്പരം മാറിമാറി വൈദ്യുത, ​​കാന്തിക മണ്ഡലങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നത് ഒരൊറ്റ വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലമായി മാറുന്നു.

വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ ഗുണവിശേഷതകൾ

മാക്‌സ്‌വെൽ രൂപപ്പെടുത്തിയ വൈദ്യുതകാന്തികക്ഷേത്ര സിദ്ധാന്തത്തിൽ നിന്നുള്ള ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട ഫലം വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ നിലനിൽപ്പിന്റെ സാധ്യതയെക്കുറിച്ചുള്ള പ്രവചനമായിരുന്നു. വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗം- സ്ഥലത്തും സമയത്തും വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലങ്ങളുടെ പ്രചരണം.

വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങൾ, ഇലാസ്റ്റിക് (ശബ്ദ) തരംഗങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ഒരു ശൂന്യതയിലോ മറ്റേതെങ്കിലും പദാർത്ഥത്തിലോ പ്രചരിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.

ശൂന്യതയിലെ വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങൾ ഒരു വേഗതയിൽ പ്രചരിക്കുന്നു c=299 792 കി.മീ/സെ, അതായത്, പ്രകാശവേഗതയിൽ.

ദ്രവ്യത്തിൽ, ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗത്തിന്റെ വേഗത ശൂന്യതയേക്കാൾ കുറവാണ്. മെക്കാനിക്കൽ തരംഗങ്ങൾക്കായി ലഭിച്ച തരംഗദൈർഘ്യം, അതിന്റെ വേഗത, കാലയളവ്, ആന്ദോളനങ്ങളുടെ ആവൃത്തി എന്നിവ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങൾക്കും സാധുതയുള്ളതാണ്:

ടെൻഷൻ വെക്റ്റർ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ ഇകാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ വെക്‌ടറും ബിപരസ്‌പര ലംബമായ തലങ്ങളിലും തരംഗ വ്യാപനത്തിന്റെ (വേഗത വെക്‌റ്റർ) ദിശയിലേക്ക് ലംബമായും സംഭവിക്കുന്നു.

ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗം ഊർജ്ജം വഹിക്കുന്നു.

വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗ ശ്രേണി

നമുക്കു ചുറ്റുമുള്ള സങ്കീർണ്ണമായ ലോകംവിവിധ ആവൃത്തിയിലുള്ള വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങൾ: കമ്പ്യൂട്ടർ മോണിറ്ററുകൾ, സെൽ ഫോണുകൾ, മൈക്രോവേവ് ഓവനുകൾ, ടെലിവിഷനുകൾ മുതലായവയിൽ നിന്നുള്ള വികിരണം. നിലവിൽ, എല്ലാ വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളെയും തരംഗദൈർഘ്യം കൊണ്ട് ആറ് പ്രധാന ശ്രേണികളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു.

റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾ- ഇവ വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളാണ് (10,000 മീറ്റർ മുതൽ 0.005 മീറ്റർ വരെ തരംഗദൈർഘ്യമുള്ളത്), വയറുകളില്ലാതെ ദൂരത്തേക്ക് സിഗ്നലുകൾ (വിവരങ്ങൾ) കൈമാറാൻ സഹായിക്കുന്നു. റേഡിയോ ആശയവിനിമയങ്ങളിൽ, ഒരു ആന്റിനയിൽ ഒഴുകുന്ന ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി കറന്റുകളാണ് റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നത്.

0.005 മീറ്റർ മുതൽ 1 മൈക്രോൺ വരെ തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണം, അതായത്. റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾക്കും ദൃശ്യപ്രകാശത്തിനും ഇടയിൽ വിളിക്കുന്നു ഇൻഫ്രാറെഡ് വികിരണം. ചൂടായ ഏതൊരു ശരീരവും ഇൻഫ്രാറെഡ് വികിരണം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു. ഇൻഫ്രാറെഡ് വികിരണത്തിന്റെ ഉറവിടം ചൂളകൾ, ബാറ്ററികൾ, വൈദ്യുത വിളക്കുകൾ എന്നിവയാണ്. പ്രത്യേക ഉപകരണങ്ങളുടെ സഹായത്തോടെ, ഇൻഫ്രാറെഡ് വികിരണം പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ കഴിയും കാണാവുന്ന പ്രകാശംമൊത്തം ഇരുട്ടിൽ ചൂടായ വസ്തുക്കളുടെ ചിത്രങ്ങൾ സ്വീകരിക്കുക.

TO കാണാവുന്ന പ്രകാശംഏകദേശം 770 nm മുതൽ 380 nm വരെ തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള വികിരണത്തെ സൂചിപ്പിക്കുക, ചുവപ്പ് മുതൽ ധൂമ്രനൂൽ. മനുഷ്യജീവിതത്തിലെ വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണത്തിന്റെ സ്പെക്ട്രത്തിന്റെ ഈ ഭാഗത്തിന്റെ പ്രാധാന്യം വളരെ വലുതാണ്, കാരണം ഒരു വ്യക്തിക്ക് ചുറ്റുമുള്ള ലോകത്തെക്കുറിച്ചുള്ള മിക്കവാറും എല്ലാ വിവരങ്ങളും കാഴ്ചയുടെ സഹായത്തോടെ ലഭിക്കുന്നു.

വയലറ്റിനെക്കാൾ കുറഞ്ഞ തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള കണ്ണിന് അദൃശ്യമായ വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണത്തെ വിളിക്കുന്നു അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണം.രോഗകാരികളായ ബാക്ടീരിയകളെ നശിപ്പിക്കാൻ ഇതിന് കഴിയും.

എക്സ്-റേ വികിരണംകണ്ണിന് അദൃശ്യമാണ്. ആന്തരിക അവയവങ്ങളുടെ രോഗങ്ങൾ നിർണ്ണയിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ദൃശ്യപ്രകാശത്തിന് അതാര്യമായ ഒരു പദാർത്ഥത്തിന്റെ ഗണ്യമായ പാളികളിലൂടെ കാര്യമായ ആഗിരണം കൂടാതെ ഇത് കടന്നുപോകുന്നു.

ഗാമാ വികിരണംഊർജ്ജസ്വലമായ അണുകേന്ദ്രങ്ങൾ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണം എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു, പ്രാഥമിക കണങ്ങളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ നിന്ന് ഉത്ഭവിക്കുന്നു.

റേഡിയോ ആശയവിനിമയത്തിന്റെ തത്വം

വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ ഉറവിടമായി ഓസിലേറ്ററി സർക്യൂട്ട് ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഫലപ്രദമായ വികിരണത്തിന്, സർക്യൂട്ട് "തുറന്നിരിക്കുന്നു", അതായത്. ഫീൽഡിന് ബഹിരാകാശത്തേക്ക് "പോകാൻ" സാഹചര്യങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുക. ഈ ഉപകരണത്തെ ഓപ്പൺ ഓസിലേറ്ററി സർക്യൂട്ട് എന്ന് വിളിക്കുന്നു - ആന്റിന.

റേഡിയോ ആശയവിനിമയംവൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് വിവരങ്ങളുടെ സംപ്രേക്ഷണം എന്ന് വിളിക്കുന്നു, അവയുടെ ആവൃത്തികൾ മുതൽ Hz വരെയുള്ള ശ്രേണിയിലാണ്.

റഡാർ (റഡാർ)

അൾട്രാഷോർട്ട് തരംഗങ്ങൾ കൈമാറുകയും അവ ഉടനടി സ്വീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ഒരു ഉപകരണം. ചെറിയ പൾസുകളാണ് വികിരണം നടത്തുന്നത്. പൾസുകൾ വസ്തുക്കളിൽ നിന്ന് പ്രതിഫലിക്കുന്നു, സിഗ്നൽ സ്വീകരിച്ച് പ്രോസസ്സ് ചെയ്ത ശേഷം, വസ്തുവിലേക്കുള്ള ദൂരം സജ്ജമാക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

സ്പീഡ് റഡാറും സമാനമായ തത്വത്തിലാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. ചലിക്കുന്ന കാറിന്റെ വേഗത റഡാർ എങ്ങനെ നിർണ്ണയിക്കുന്നുവെന്ന് ചിന്തിക്കുക.

വിശദാംശങ്ങൾ വിഭാഗം: വൈദ്യുതിയും കാന്തികതയും 06/05/2015 ന് 20:46 കാഴ്‌ചകൾ: 11962

ചില വ്യവസ്ഥകളിൽ വേരിയബിൾ വൈദ്യുത കാന്തിക മണ്ഡലങ്ങൾ പരസ്പരം ഉത്ഭവിക്കും. അവ ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം ഉണ്ടാക്കുന്നു, അത് അവയുടെ ആകെത്തുകയല്ല. ഈ രണ്ട് ഫീൽഡുകളും പരസ്പരം ഇല്ലാതെ നിലനിൽക്കാൻ കഴിയാത്ത ഒരൊറ്റ മൊത്തമാണ് ഇത്.

ചരിത്രത്തിൽ നിന്ന്

1821-ൽ നടത്തിയ ഡാനിഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഹാൻസ് ക്രിസ്റ്റ്യൻ ഓർസ്റ്റഡിന്റെ പരീക്ഷണം വൈദ്യുത പ്രവാഹം ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നുവെന്ന് കാണിച്ചു. അതാകട്ടെ, മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രം ഒരു വൈദ്യുത പ്രവാഹം സൃഷ്ടിക്കാൻ പ്രാപ്തമാണ്. 1831-ൽ വൈദ്യുതകാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ എന്ന പ്രതിഭാസം കണ്ടെത്തിയ ഇംഗ്ലീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ മൈക്കൽ ഫാരഡെ ഇത് തെളിയിച്ചു. "വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം" എന്ന പദത്തിന്റെ രചയിതാവ് കൂടിയാണ് അദ്ദേഹം.

അക്കാലത്ത്, ന്യൂട്ടന്റെ ലോംഗ് റേഞ്ച് ആക്ഷൻ എന്ന ആശയം ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടിരുന്നു. എല്ലാ ശരീരങ്ങളും ശൂന്യതയിലൂടെ അനന്തമായ ഉയർന്ന വേഗതയിലും (ഏതാണ്ട് തൽക്ഷണം) ഏത് അകലത്തിലും പരസ്പരം പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് വിശ്വസിക്കപ്പെട്ടു. വൈദ്യുത ചാർജുകൾ സമാനമായ രീതിയിൽ ഇടപെടുന്നതായി അനുമാനിക്കപ്പെട്ടു. നേരെമറിച്ച്, ഫാരഡെ, പ്രകൃതിയിൽ ശൂന്യത നിലവിലില്ലെന്നും, ഒരു നിശ്ചിത ഭൗതിക മാധ്യമത്തിലൂടെ പരിമിതമായ വേഗതയിൽ ഇടപെടൽ സംഭവിക്കുമെന്നും വിശ്വസിച്ചു. വൈദ്യുത ചാർജിനുള്ള ഈ മാധ്യമം വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം. പ്രകാശവേഗതയ്ക്ക് തുല്യമായ വേഗതയിൽ അത് വ്യാപിക്കുന്നു.

മാക്സ്വെല്ലിന്റെ സിദ്ധാന്തം

മുൻ പഠനങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ സംയോജിപ്പിച്ച്, ഇംഗ്ലീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞൻ ജെയിംസ് ക്ലർക്ക് മാക്സ്വെൽ 1864-ൽ സൃഷ്ടിച്ചു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡല സിദ്ധാന്തം. അതനുസരിച്ച്, മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രം മാറുന്ന വൈദ്യുത മണ്ഡലം സൃഷ്ടിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഒന്നിടവിട്ട വൈദ്യുത മണ്ഡലം ഒരു ഇതര കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നു. തീർച്ചയായും, ആദ്യം ഫീൽഡുകളിലൊന്ന് ചാർജുകളുടെയോ വൈദ്യുതധാരകളുടെയോ ഉറവിടം സൃഷ്ടിച്ചതാണ്. എന്നാൽ ഭാവിയിൽ, ഈ ഫീൽഡുകൾ ഇതിനകം തന്നെ അത്തരം സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്ന് സ്വതന്ത്രമായി നിലനിൽക്കും, ഇത് പരസ്പരം പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു. അതാണ്, വൈദ്യുത കാന്തിക മണ്ഡലങ്ങൾ ഒരൊറ്റ വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ ഘടകങ്ങളാണ്. അവയിലൊന്നിലെ ഓരോ മാറ്റവും മറ്റൊന്നിന്റെ രൂപത്തിന് കാരണമാകുന്നു. ഈ സിദ്ധാന്തമാണ് മാക്സ്വെല്ലിന്റെ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനം. കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്ന വൈദ്യുത മണ്ഡലം ചുഴിയാണ്. അവന്റെ ശക്തിയുടെ വരികൾ അടഞ്ഞിരിക്കുന്നു.

ഈ സിദ്ധാന്തം പ്രതിഭാസമാണ്. ഇതിനർത്ഥം ഇത് അനുമാനങ്ങളെയും നിരീക്ഷണങ്ങളെയും അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്, കൂടാതെ വൈദ്യുത കാന്തിക മണ്ഡലങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്നതിന് കാരണമാകുന്ന കാരണം പരിഗണിക്കുന്നില്ല.

വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ സവിശേഷതകൾ

വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം വൈദ്യുത കാന്തിക മണ്ഡലങ്ങളുടെ സംയോജനമാണ്, അതിനാൽ, അതിന്റെ ബഹിരാകാശത്തിലെ ഓരോ പോയിന്റിലും, ഇത് രണ്ട് പ്രധാന അളവുകളാൽ വിവരിക്കപ്പെടുന്നു: വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ ശക്തി. ഇ കാന്തിക മണ്ഡല ഇൻഡക്ഷനും IN .

വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തെ ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രമാക്കി മാറ്റുന്ന പ്രക്രിയയായതിനാൽ, ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രത്തെ വൈദ്യുതമാക്കി മാറ്റുന്ന പ്രക്രിയയാണ്, അതിന്റെ അവസ്ഥ നിരന്തരം മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. സ്ഥലത്തും സമയത്തും വ്യാപിച്ച് അത് വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു. ആവൃത്തിയും നീളവും അനുസരിച്ച്, ഈ തരംഗങ്ങളെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾ, ടെറാഹെർട്സ് വികിരണം, ഇൻഫ്രാറെഡ് വികിരണം, ദൃശ്യപ്രകാശം, അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണം, എക്സ്-റേ, ഗാമാ വികിരണം.

വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ തീവ്രതയും ഇൻഡക്ഷൻ വെക്റ്ററുകളും പരസ്പരം ലംബമാണ്, അവ കിടക്കുന്ന തലം തരംഗ പ്രചരണത്തിന്റെ ദിശയിലേക്ക് ലംബമാണ്.

ദീർഘദൂര പ്രവർത്തന സിദ്ധാന്തത്തിൽ, വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ പ്രചരണ വേഗത അനന്തമായി വലുതായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഇത് അങ്ങനെയല്ലെന്ന് മാക്സ്വെൽ തെളിയിച്ചു. ഒരു പദാർത്ഥത്തിൽ, വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങൾ പരിമിതമായ വേഗതയിൽ പ്രചരിക്കുന്നു, അത് പദാർത്ഥത്തിന്റെ വൈദ്യുത, ​​കാന്തിക പ്രവേശനക്ഷമതയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. അതിനാൽ, മാക്സ്വെല്ലിന്റെ സിദ്ധാന്തത്തെ ഹ്രസ്വ-ദൂര സിദ്ധാന്തം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

മാക്‌സ്‌വെല്ലിന്റെ സിദ്ധാന്തം 1888-ൽ ജർമ്മൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഹെൻറിച്ച് റുഡോൾഫ് ഹെർട്‌സ് പരീക്ഷണാടിസ്ഥാനത്തിൽ സ്ഥിരീകരിച്ചു. വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങൾ ഉണ്ടെന്ന് അദ്ദേഹം തെളിയിച്ചു. മാത്രമല്ല, ശൂന്യതയിൽ വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ വ്യാപനത്തിന്റെ വേഗത അദ്ദേഹം അളന്നു, അത് പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗതയ്ക്ക് തുല്യമാണ്.

സമഗ്രമായ രൂപത്തിൽ, ഈ നിയമം ഇതുപോലെ കാണപ്പെടുന്നു:

ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രത്തിനായുള്ള ഗാസ് നിയമം

അടഞ്ഞ പ്രതലത്തിലൂടെയുള്ള കാന്തിക പ്രേരണയുടെ ഒഴുക്ക് പൂജ്യമാണ്.

ഈ നിയമത്തിന്റെ ഭൗതിക അർത്ഥം പ്രകൃതിയിൽ കാന്തിക ചാർജുകൾ ഇല്ല എന്നതാണ്. കാന്തത്തിന്റെ ധ്രുവങ്ങൾ വേർതിരിക്കാനാവില്ല. കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ശക്തിയുടെ വരികൾ അടഞ്ഞിരിക്കുന്നു.

ഫാരഡെയുടെ പ്രേരണ നിയമം

കാന്തിക പ്രേരണയിലെ മാറ്റം ഒരു ചുഴി വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ രൂപത്തിന് കാരണമാകുന്നു.

,

കാന്തികക്ഷേത്ര രക്തചംക്രമണ സിദ്ധാന്തം

ഈ സിദ്ധാന്തം കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ഉറവിടങ്ങളെയും അവ സൃഷ്ടിച്ച ഫീൽഡുകളെയും വിവരിക്കുന്നു.

വൈദ്യുത പ്രവാഹവും വൈദ്യുത ഇൻഡക്ഷനിലെ മാറ്റവും ഒരു ചുഴി കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

,

,

ഇവൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ ശക്തിയാണ്;

എച്ച്കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തിയാണ്;

IN- കാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ. ഒരു വേഗതയിൽ ചലിക്കുന്ന q ന്റെ ചാർജിൽ കാന്തികക്ഷേത്രം എത്രത്തോളം ശക്തമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് കാണിക്കുന്ന വെക്റ്റർ അളവാണിത്;

ഡി- വൈദ്യുത ഇൻഡക്ഷൻ, അല്ലെങ്കിൽ വൈദ്യുത സ്ഥാനചലനം. ഇത് തീവ്രത വെക്‌ടറിന്റെയും ധ്രുവീകരണ വെക്‌ടറിന്റെയും ആകെത്തുകയ്ക്ക് തുല്യമായ വെക്‌റ്റർ അളവാണ്. അത്തരം ഒരു ഫീൽഡ് ഇല്ലാത്തപ്പോൾ അവയുടെ സ്ഥാനവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഒരു ബാഹ്യ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിൽ വൈദ്യുത ചാർജുകളുടെ സ്ഥാനചലനം മൂലമാണ് ധ്രുവീകരണം സംഭവിക്കുന്നത്.

Δ നബ്ല ഓപ്പറേറ്ററാണ്. ഒരു നിർദ്ദിഷ്ട ഫീൽഡിൽ ഈ ഓപ്പറേറ്ററുടെ പ്രവർത്തനത്തെ ഈ ഫീൽഡിന്റെ റോട്ടർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

Δ x E = ചെംചീയൽ E

ρ - ബാഹ്യ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ സാന്ദ്രത;

ജെ- നിലവിലെ സാന്ദ്രത - ഒരു യൂണിറ്റ് ഏരിയയിലൂടെ ഒഴുകുന്ന വൈദ്യുതധാരയുടെ ശക്തി കാണിക്കുന്ന ഒരു മൂല്യം;

കൂടെശൂന്യതയിലെ പ്രകാശവേഗതയാണ്.

വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുന്ന ശാസ്ത്രത്തെ വിളിക്കുന്നു ഇലക്ട്രോഡൈനാമിക്സ്. വൈദ്യുത ചാർജ് ഉള്ള ശരീരങ്ങളുമായുള്ള അതിന്റെ ഇടപെടൽ അവൾ പരിഗണിക്കുന്നു. അത്തരമൊരു ഇടപെടലിനെ വിളിക്കുന്നു വൈദ്യുതകാന്തിക. ക്ലാസിക്കൽ ഇലക്ട്രോഡൈനാമിക്സ് മാക്സ്വെല്ലിന്റെ സമവാക്യങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ തുടർച്ചയായ ഗുണങ്ങളെ മാത്രം വിവരിക്കുന്നു. ആധുനിക ക്വാണ്ടം ഇലക്ട്രോഡൈനാമിക്സ്, വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിനും വ്യതിരിക്തമായ (നിരന്തരമായ) ഗുണങ്ങളുണ്ടെന്ന് കണക്കാക്കുന്നു. പിണ്ഡവും ചാർജും ഇല്ലാത്ത ക്വാണ്ടയുടെ അവിഭാജ്യ കണങ്ങളുടെ സഹായത്തോടെയാണ് അത്തരമൊരു വൈദ്യുതകാന്തിക ഇടപെടൽ സംഭവിക്കുന്നത്. വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ ക്വാണ്ടത്തെ വിളിക്കുന്നു ഫോട്ടോൺ .

നമുക്ക് ചുറ്റുമുള്ള വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം

ആൾട്ടർനേറ്റ് കറന്റ് ഉള്ള ഏതൊരു കണ്ടക്ടറിനും ചുറ്റും ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം രൂപം കൊള്ളുന്നു. വൈദ്യുതി ലൈനുകൾ, ഇലക്ട്രിക് മോട്ടോറുകൾ, ട്രാൻസ്ഫോർമറുകൾ, നഗര വൈദ്യുത ഗതാഗതം, റെയിൽവേ ഗതാഗതം, ഇലക്ട്രിക്കൽ, ഇലക്ട്രോണിക് വീട്ടുപകരണങ്ങൾ - ടെലിവിഷനുകൾ, കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ, റഫ്രിജറേറ്ററുകൾ, ഇരുമ്പുകൾ, വാക്വം ക്ലീനറുകൾ, കോർഡ്ലെസ് ഫോണുകൾ, മൊബൈൽ ഫോണുകൾ, ഇലക്ട്രിക് ഷേവറുകൾ എന്നിവയാണ് വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലങ്ങളുടെ ഉറവിടങ്ങൾ. , വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം അല്ലെങ്കിൽ പ്രക്ഷേപണം ബന്ധപ്പെട്ട എല്ലാം. വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലങ്ങളുടെ ശക്തമായ ഉറവിടങ്ങൾ ടെലിവിഷൻ ട്രാൻസ്മിറ്ററുകൾ, സെല്ലുലാർ ടെലിഫോൺ സ്റ്റേഷനുകളുടെ ആന്റിനകൾ, റഡാർ സ്റ്റേഷനുകൾ, മൈക്രോവേവ് ഓവനുകൾ മുതലായവയാണ്. അത്തരം ഉപകരണങ്ങൾ നമുക്ക് ചുറ്റും ധാരാളം ഉള്ളതിനാൽ, എല്ലായിടത്തും വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലങ്ങൾ നമ്മെ ചുറ്റിപ്പറ്റിയാണ്. ഈ ഫീൽഡുകൾ ബാധിക്കുന്നു പരിസ്ഥിതിഒരു വ്യക്തിയും. ഈ സ്വാധീനം എല്ലായ്പ്പോഴും നെഗറ്റീവ് ആണെന്ന് പറയാനാവില്ല. വൈദ്യുത കാന്തിക മണ്ഡലങ്ങൾ ഒരു വ്യക്തിക്ക് ചുറ്റും വളരെക്കാലമായി നിലവിലുണ്ട്, എന്നാൽ ഏതാനും പതിറ്റാണ്ടുകൾക്ക് മുമ്പ് അവയുടെ വികിരണത്തിന്റെ ശക്തി ഇന്നത്തേതിനേക്കാൾ നൂറുകണക്കിന് മടങ്ങ് കുറവായിരുന്നു.

ഒരു നിശ്ചിത തലത്തിൽ, വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണം മനുഷ്യർക്ക് സുരക്ഷിതമായിരിക്കും. അതിനാൽ, വൈദ്യത്തിൽ, കുറഞ്ഞ തീവ്രതയുള്ള വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണത്തിന്റെ സഹായത്തോടെ, ടിഷ്യുകൾ സുഖപ്പെടുത്തുന്നു, കോശജ്വലന പ്രക്രിയകൾ ഇല്ലാതാക്കുന്നു, വേദനസംഹാരിയായ ഫലമുണ്ടാക്കുന്നു. UHF ഉപകരണങ്ങൾ കുടലിലെയും ആമാശയത്തിലെയും സുഗമമായ പേശികളുടെ രോഗാവസ്ഥ ഒഴിവാക്കുന്നു, ശരീരത്തിലെ കോശങ്ങളിലെ ഉപാപചയ പ്രക്രിയകൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു, കാപ്പിലറികളുടെ സ്വരം കുറയ്ക്കുന്നു, രക്തസമ്മർദ്ദം കുറയ്ക്കുന്നു.

എന്നാൽ ശക്തമായ വൈദ്യുതകാന്തിക ഫീൽഡുകൾ ഹൃദയ, രോഗപ്രതിരോധം, എൻഡോക്രൈൻ എന്നിവയുടെ തകരാറുകൾക്ക് കാരണമാകുന്നു നാഡീവ്യൂഹങ്ങൾഒരു വ്യക്തിക്ക് ഉറക്കമില്ലായ്മ, തലവേദന, സമ്മർദ്ദം എന്നിവ ഉണ്ടാക്കാം. അപകടം, അവയുടെ ആഘാതം മനുഷ്യർക്ക് ഏതാണ്ട് അദൃശ്യമാണ്, ലംഘനങ്ങൾ ക്രമേണ സംഭവിക്കുന്നു.

നമുക്ക് ചുറ്റുമുള്ള വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണങ്ങളിൽ നിന്ന് നമുക്ക് എങ്ങനെ സ്വയം പരിരക്ഷിക്കാം? ഇത് പൂർണ്ണമായും ചെയ്യുന്നത് അസാധ്യമാണ്, അതിനാൽ നിങ്ങൾ അതിന്റെ ആഘാതം കുറയ്ക്കാൻ ശ്രമിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഒന്നാമതായി, ഞങ്ങൾ മിക്കപ്പോഴും താമസിക്കുന്ന സ്ഥലങ്ങളിൽ നിന്ന് അകന്നിരിക്കുന്ന തരത്തിൽ വീട്ടുപകരണങ്ങൾ ക്രമീകരിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, ടിവിയുടെ അടുത്ത് ഇരിക്കരുത്. എല്ലാത്തിനുമുപരി, വൈദ്യുതകാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ഉറവിടത്തിൽ നിന്നുള്ള ദൂരം, അത് ദുർബലമാകും. മിക്കപ്പോഴും ഞങ്ങൾ ഉപകരണം പ്ലഗിൻ ചെയ്‌ത് ഉപേക്ഷിക്കുന്നു. എന്നാൽ മെയിനിൽ നിന്ന് ഉപകരണം വിച്ഛേദിക്കുമ്പോൾ മാത്രമേ വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം അപ്രത്യക്ഷമാകൂ.

പ്രകൃതിദത്ത വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലങ്ങളും മനുഷ്യന്റെ ആരോഗ്യത്തെ ബാധിക്കുന്നു - കോസ്മിക് വികിരണം, ഭൂമിയുടെ കാന്തികക്ഷേത്രം.

ഷ്മെലെവ് വി.ഇ., സ്ബിറ്റ്നെവ് എസ്.എ.

"ഇലക്ട്രിക്കൽ എഞ്ചിനീയറിംഗിന്റെ സൈദ്ധാന്തിക അടിസ്ഥാനങ്ങൾ"

"ഇലക്ട്രോമാഗ്നറ്റിക് ഫീൽഡ് സിദ്ധാന്തം"

അധ്യായം 1. വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡല സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന ആശയങ്ങൾ

§ 1.1. വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെയും അതിന്റെ ഭൗതിക അളവുകളുടെയും നിർണയം.
വൈദ്യുതകാന്തികക്ഷേത്ര സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഗണിതശാസ്ത്ര ഉപകരണം

വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം(EMF) എന്നത് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കണങ്ങളിൽ ബലപ്രയോഗം ചെലുത്തുന്ന ഒരു തരം ദ്രവ്യമാണ്, കൂടാതെ എല്ലാ പോയിന്റുകളിലും നിർണ്ണയിക്കുന്നത് രണ്ട് ജോഡി വെക്റ്റർ അളവുകളാൽ അതിന്റെ രണ്ട് വശങ്ങളെ - വൈദ്യുത, ​​കാന്തിക മണ്ഡലങ്ങളുടെ സവിശേഷതയാണ്.

വൈദ്യുത മണ്ഡലം- ഇത് EMF ന്റെ ഒരു ഘടകമാണ്, ഇത് ഒരു വൈദ്യുത ചാർജുള്ള കണികയിലെ ആഘാതത്തിന്റെ സവിശേഷതയാണ്, കണത്തിന്റെ ചാർജിന് ആനുപാതികവും അതിന്റെ വേഗതയിൽ നിന്ന് സ്വതന്ത്രവുമാണ്.

ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രം- ഇത് EMF ന്റെ ഒരു ഘടകമാണ്, ഇത് കണത്തിന്റെ ചാർജിനും അതിന്റെ വേഗതയ്ക്കും ആനുപാതികമായ ഒരു ശക്തിയുള്ള ചലിക്കുന്ന കണികയിലെ ആഘാതത്താൽ സവിശേഷതയാണ്.

കോഴ്‌സിൽ പഠിച്ചു സൈദ്ധാന്തിക അടിത്തറഇലക്ട്രിക്കൽ എഞ്ചിനീയറിംഗ്, EMF കണക്കാക്കുന്നതിനുള്ള പ്രധാന ഗുണങ്ങളും രീതികളും ഇലക്ട്രിക്കൽ, റേഡിയോ-ഇലക്ട്രോണിക്, ബയോമെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളിൽ കാണപ്പെടുന്ന EMF-ന്റെ ഗുണപരവും അളവ്പരവുമായ പഠനം ഉൾപ്പെടുന്നു. ഇതിനായി, അവിഭാജ്യവും വ്യത്യസ്തവുമായ രൂപങ്ങളിലുള്ള ഇലക്ട്രോഡൈനാമിക്സിന്റെ സമവാക്യങ്ങൾ ഏറ്റവും അനുയോജ്യമാണ്.

വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡല സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ (TEMF) ഗണിത ഉപകരണം സ്കെയിലർ ഫീൽഡ് സിദ്ധാന്തം, വെക്റ്റർ, ടെൻസർ വിശകലനം, ഡിഫറൻഷ്യൽ, ഇന്റഗ്രൽ കാൽക്കുലസ് എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്.

ചോദ്യങ്ങൾ നിയന്ത്രിക്കുക

1. എന്താണ് ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം?

2. വൈദ്യുത കാന്തികക്ഷേത്രം എന്ന് വിളിക്കുന്നത്?

3. വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡല സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഗണിത ഉപകരണത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനം എന്താണ്?

§ 1.2. EMF ന്റെ സവിശേഷതയായ ഭൗതിക അളവ്

ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡ് ശക്തി വെക്റ്റർപോയിന്റിൽ ക്യുഒരു ബിന്ദുവിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്ന വൈദ്യുത ചാർജുള്ള നിശ്ചല കണത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ബലത്തിന്റെ വെക്റ്റർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു ക്യുഈ കണികയ്ക്ക് ഒരു യൂണിറ്റ് പോസിറ്റീവ് ചാർജ് ഉണ്ടെങ്കിൽ.

ഈ നിർവചനം അനുസരിച്ച്, ഒരു പോയിന്റ് ചാർജിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന വൈദ്യുതബലം qഇതിന് തുല്യമാണ്:

എവിടെ ഇ V/m ൽ അളന്നു.

കാന്തിക മണ്ഡലം സ്വഭാവ സവിശേഷതയാണ് കാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ വെക്റ്റർ. ചില നിരീക്ഷണ പോയിന്റിൽ കാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ ക്യുഒരു വെക്റ്റർ അളവ് ആണ്, ഇതിന്റെ മോഡുലസ് ഒരു ബിന്ദുവിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ചാർജുള്ള കണത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന കാന്തിക ശക്തിക്ക് തുല്യമാണ് ക്യു, ഒരു യൂണിറ്റ് ചാർജ് ഉള്ളതും ഒരു യൂണിറ്റ് വേഗതയിൽ ചലിക്കുന്നതും, ബലം, വേഗത, കാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ, കൂടാതെ കണത്തിന്റെ ചാർജ് എന്നിവയുടെ വെക്‌ടറുകൾ വ്യവസ്ഥയെ തൃപ്തിപ്പെടുത്തുന്നു.

.

വൈദ്യുതധാരയുള്ള ഒരു കർവിലിനർ കണ്ടക്ടറിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന കാന്തിക ശക്തി ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് നിർണ്ണയിക്കാനാകും

.

നേരായ കണ്ടക്ടറിൽ, അത് ഒരു ഏകീകൃത ഫീൽഡിലാണെങ്കിൽ, ഇനിപ്പറയുന്ന കാന്തിക ശക്തി പ്രവർത്തിക്കുന്നു

.

ഏറ്റവും പുതിയ എല്ലാ ഫോർമുലകളിലും ബി - കാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ, ഇത് ടെസ്‌ലയിൽ (Tl) അളക്കുന്നു.

കാന്തിക ഇൻഡക്ഷന്റെ ലൈനുകൾ വൈദ്യുതധാരയോടൊപ്പം കണ്ടക്ടറിലേക്ക് ലംബമായി നയിക്കുകയും കണ്ടക്ടറിന്റെ നീളം 1 മീ ആണെങ്കിൽ, 1A വൈദ്യുതധാരയുള്ള നേരായ കണ്ടക്ടറിൽ 1N ന് തുല്യമായ കാന്തിക ശക്തി പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരു കാന്തിക പ്രേരണയാണ് 1 T. .

വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ ശക്തിയും കാന്തിക പ്രേരണയും കൂടാതെ, വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡല സിദ്ധാന്തത്തിൽ ഇനിപ്പറയുന്ന വെക്റ്റർ അളവുകൾ പരിഗണിക്കപ്പെടുന്നു:

1) വൈദ്യുത ഇൻഡക്ഷൻ ഡി (ഇലക്ട്രിക് ഡിസ്പ്ലേസ്മെന്റ്), ഇത് C / m 2 ൽ അളക്കുന്നു,

സ്ഥലത്തിന്റെയും സമയത്തിന്റെയും പ്രവർത്തനങ്ങളാണ് EMF വെക്‌ടറുകൾ:

എവിടെ ക്യു- നിരീക്ഷണ പോയിന്റ്, ടി- സമയത്തിന്റെ നിമിഷം.

നിരീക്ഷണ പോയിന്റ് ആണെങ്കിൽ ക്യുശൂന്യതയിലാണ്, തുടർന്ന് വെക്റ്റർ അളവുകളുടെ അനുബന്ധ ജോഡികൾക്കിടയിൽ ഇനിപ്പറയുന്ന ബന്ധങ്ങൾ പിടിക്കുന്നു

വാക്വം (അടിസ്ഥാന വൈദ്യുത സ്ഥിരാങ്കം), = 8.85419 * 10 -12 എന്ന സമ്പൂർണ്ണ പെർമിറ്റിവിറ്റി എവിടെയാണ്;

വാക്വത്തിന്റെ കേവല കാന്തിക പ്രവേശനക്ഷമത (അടിസ്ഥാന കാന്തിക സ്ഥിരാങ്കം); \u003d 4π * 10 -7.

ചോദ്യങ്ങൾ നിയന്ത്രിക്കുക

1. വൈദ്യുത മണ്ഡല ശക്തി എന്താണ്?

2. കാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നത്?

3. ചലിക്കുന്ന ചാർജുള്ള കണത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന കാന്തിക ശക്തി എന്താണ്?

4. വൈദ്യുതധാരയുള്ള ഒരു കണ്ടക്ടറിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന കാന്തിക ശക്തി എന്താണ്?

5. ഏത് വെക്റ്റർ അളവുകളാണ് വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ സവിശേഷത?

6. കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സവിശേഷത ഏത് വെക്റ്റർ അളവാണ്?

§ 1.3. വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ ഉറവിടങ്ങൾ

വൈദ്യുത ചാർജുകൾ, വൈദ്യുത ദ്വിധ്രുവങ്ങൾ, ചലിക്കുന്ന വൈദ്യുത ചാർജുകൾ, വൈദ്യുത പ്രവാഹങ്ങൾ, കാന്തിക ദ്വിധ്രുവങ്ങൾ എന്നിവയാണ് EMF ന്റെ ഉറവിടങ്ങൾ.

വൈദ്യുത ചാർജ്, വൈദ്യുത പ്രവാഹം എന്നീ ആശയങ്ങൾ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ നൽകിയിരിക്കുന്നു. വൈദ്യുത പ്രവാഹങ്ങൾ മൂന്ന് തരത്തിലാണ്:

1. ചാലക പ്രവാഹങ്ങൾ.

2. സ്ഥാനചലന പ്രവാഹങ്ങൾ.

3. ട്രാൻസ്ഫർ കറന്റ്സ്.

ചാലക കറന്റ്- ഒരു നിശ്ചിത ഉപരിതലത്തിലൂടെ വൈദ്യുതചാലക ശരീരത്തിന്റെ മൊബൈൽ ചാർജുകൾ കടന്നുപോകുന്ന വേഗത.

ബയസ് കറന്റ്- ഒരു പ്രത്യേക ഉപരിതലത്തിലൂടെയുള്ള വൈദ്യുത സ്ഥാനചലന വെക്റ്റർ പ്രവാഹത്തിന്റെ മാറ്റത്തിന്റെ നിരക്ക്.

.

നിലവിലെ ട്രാൻസ്ഫർഇനിപ്പറയുന്ന പദപ്രയോഗത്താൽ സവിശേഷത

എവിടെ വി - ഉപരിതലത്തിലൂടെ ശരീരങ്ങൾ കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്ന വേഗത എസ്; എൻ - ഉപരിതലത്തിലേക്ക് സാധാരണ യൂണിറ്റിന്റെ വെക്റ്റർ; - സാധാരണ ദിശയിൽ ഉപരിതലത്തിലൂടെ പറക്കുന്ന ശരീരങ്ങളുടെ ലീനിയർ ചാർജ് സാന്ദ്രത; ρ എന്നത് വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ വോളിയം സാന്ദ്രതയാണ്; പി വി - നിലവിലെ സാന്ദ്രത കൈമാറുക.

വൈദ്യുത ദ്വിധ്രുവംഒരു ജോടി പോയിന്റ് ചാർജുകൾ + എന്ന് വിളിക്കുന്നു qഒപ്പം - qഅകലെ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നു എൽപരസ്പരം (ചിത്രം 1).

ഒരു പോയിന്റ് വൈദ്യുത ദ്വിധ്രുവം വൈദ്യുത ദ്വിധ്രുവ നിമിഷം വെക്‌ടറിന്റെ സവിശേഷതയാണ്:

കാന്തിക ദ്വിധ്രുവംവൈദ്യുത പ്രവാഹമുള്ള ഒരു ഫ്ലാറ്റ് സർക്യൂട്ട് എന്ന് വിളിക്കുന്നു ഐ.കാന്തിക ദ്വിധ്രുവത്തിന്റെ സവിശേഷത കാന്തിക ദ്വിധ്രുവ നിമിഷം വെക്‌ടറാണ്

എവിടെ എസ് കറന്റ് ഉപയോഗിച്ച് സർക്യൂട്ടിന് മുകളിലൂടെ പരന്ന പ്രതലത്തിന്റെ ഏരിയ വെക്റ്റർ ആണ്. വെക്റ്റർ എസ് ഈ പരന്ന പ്രതലത്തിലേക്ക് ലംബമായി നയിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ, വെക്റ്ററിന്റെ അറ്റത്ത് നിന്ന് നോക്കിയാൽ എസ് , അപ്പോൾ വൈദ്യുതധാരയുടെ ദിശയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന ദിശയിലുള്ള കോണ്ടറിലൂടെയുള്ള ചലനം എതിർ ഘടികാരദിശയിൽ സംഭവിക്കും. വലത് സ്ക്രൂ റൂൾ അനുസരിച്ച് ദ്വിധ്രുവ കാന്തിക നിമിഷ വെക്റ്ററിന്റെ ദിശ വൈദ്യുതധാരയുടെ ദിശയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു എന്നാണ് ഇതിനർത്ഥം.

ദ്രവ്യത്തിന്റെ ആറ്റങ്ങളും തന്മാത്രകളും വൈദ്യുതവും കാന്തികവുമായ ദ്വിധ്രുവങ്ങളാണ്, അതിനാൽ EMF ലെ യഥാർത്ഥ തരത്തിന്റെ ഓരോ പോയിന്റും വൈദ്യുത, ​​കാന്തിക ദ്വിധ്രുവ നിമിഷത്തിന്റെ ബൾക്ക് സാന്ദ്രതയാൽ വിശേഷിപ്പിക്കാം:

പി - പദാർത്ഥത്തിന്റെ വൈദ്യുത ധ്രുവീകരണം:

എം - പദാർത്ഥത്തിന്റെ കാന്തികവൽക്കരണം:

ദ്രവ്യത്തിന്റെ വൈദ്യുത ധ്രുവീകരണംഒരു യഥാർത്ഥ ശരീരത്തിന്റെ ചില ഘട്ടങ്ങളിൽ വൈദ്യുത ദ്വിധ്രുവ നിമിഷത്തിന്റെ ബൾക്ക് ഡെൻസിറ്റിക്ക് തുല്യമായ വെക്റ്റർ അളവാണ്.

പദാർത്ഥത്തിന്റെ കാന്തികവൽക്കരണംഒരു യഥാർത്ഥ ശരീരത്തിന്റെ ചില ഘട്ടങ്ങളിൽ കാന്തിക ദ്വിധ്രുവ നിമിഷത്തിന്റെ ബൾക്ക് ഡെൻസിറ്റിക്ക് തുല്യമായ വെക്റ്റർ അളവാണ്.

വൈദ്യുത സ്ഥാനചലനം- ഇതൊരു വെക്റ്റർ അളവാണ്, ഇത് ഒരു ശൂന്യതയിലാണോ പദാർത്ഥത്തിലാണോ എന്നത് പരിഗണിക്കാതെ തന്നെ ഏത് നിരീക്ഷണ പോയിന്റിനും ബന്ധത്തിൽ നിന്ന് നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു:

(വാക്വം അല്ലെങ്കിൽ ദ്രവ്യത്തിന്)

(വാക്വമിന് മാത്രം).

കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തി- ഒരു വെക്റ്റർ അളവ്, ഏത് നിരീക്ഷണ പോയിന്റിനും, അത് ഒരു ശൂന്യതയിലാണോ പദാർത്ഥത്തിലാണോ എന്നത് പരിഗണിക്കാതെ, ബന്ധത്തിൽ നിന്ന് നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു:

,

അവിടെ കാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ ശക്തി അളക്കുന്നത് A/m-ൽ ആണ്.

ധ്രുവീകരണത്തിനും കാന്തികവൽക്കരണത്തിനും പുറമേ, മറ്റ് വോളിയം-ഡിസ്ട്രിബ്യൂട്ടഡ് EMF ഉറവിടങ്ങളുണ്ട്:

- ബൾക്ക് ഇലക്ട്രിക് ചാർജ് സാന്ദ്രത ; ,

വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ വോളിയം സാന്ദ്രത C/m 3 ൽ അളക്കുന്നത്;

- വൈദ്യുത പ്രവാഹ സാന്ദ്രത വെക്റ്റർ, അതിന്റെ സാധാരണ ഘടകം തുല്യമാണ്

കൂടുതൽ പൊതുവായ സാഹചര്യത്തിൽ, ഒരു തുറന്ന പ്രതലത്തിലൂടെ ഒഴുകുന്ന കറന്റ് എസ്, ഈ പ്രതലത്തിലൂടെയുള്ള നിലവിലെ സാന്ദ്രത വെക്‌ടറിന്റെ ഫ്ലക്‌സിന് തുല്യമാണ്:

അവിടെ വൈദ്യുത പ്രവാഹ സാന്ദ്രത വെക്റ്റർ A/m 2 ൽ അളക്കുന്നു.

ചോദ്യങ്ങൾ നിയന്ത്രിക്കുക

1. വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ ഉറവിടങ്ങൾ എന്തൊക്കെയാണ്?

2. എന്താണ് ചാലക കറന്റ്?

3. എന്താണ് ബയസ് കറന്റ്?

4. ട്രാൻസ്ഫർ കറന്റ് എന്താണ്?

5. എന്താണ് ഒരു വൈദ്യുത ദ്വിധ്രുവവും വൈദ്യുത ദ്വിധ്രുവ നിമിഷവും?

6. കാന്തിക ദ്വിധ്രുവവും കാന്തിക ദ്വിധ്രുവ നിമിഷവും എന്താണ്?

7. ഒരു പദാർത്ഥത്തിന്റെ വൈദ്യുത ധ്രുവീകരണവും കാന്തികവൽക്കരണവും എന്നറിയപ്പെടുന്നത്?

8. വൈദ്യുത സ്ഥാനചലനം എന്നറിയപ്പെടുന്നത്?

9. കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ശക്തി എന്നറിയപ്പെടുന്നത്?

10. വോള്യൂമെട്രിക് ഇലക്ട്രിക് ചാർജ് ഡെൻസിറ്റിയും കറന്റ് ഡെൻസിറ്റിയും എന്താണ്?

MATLAB ആപ്ലിക്കേഷൻ ഉദാഹരണം

ടാസ്ക്.

നൽകിയത്: വൈദ്യുത പ്രവാഹമുള്ള സർക്യൂട്ട് ഐബഹിരാകാശത്ത് ഒരു ത്രികോണത്തിന്റെ ചുറ്റളവാണ്, അതിന്റെ ലംബങ്ങളുടെ കാർട്ടീഷ്യൻ കോർഡിനേറ്റുകൾ നൽകിയിരിക്കുന്നു: x 1 , x 2 , x 3 , വൈ 1 , വൈ 2 , വൈ 3 , z 1 , z 2 , z 3 . ഇവിടെ സബ്‌സ്‌ക്രിപ്‌റ്റുകൾ ശീർഷ സംഖ്യകളാണ്. വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിന്റെ ദിശയിലാണ് ലംബങ്ങൾ അക്കമിട്ടിരിക്കുന്നത്.

ആവശ്യമാണ്സർക്യൂട്ടിന്റെ ദ്വിധ്രുവ കാന്തിക നിമിഷം വെക്റ്റർ കണക്കാക്കുന്ന ഒരു MATLAB ഫംഗ്ഷൻ രചിക്കുക. എം-ഫയൽ കംപൈൽ ചെയ്യുമ്പോൾ, സ്പേഷ്യൽ കോർഡിനേറ്റുകൾ മീറ്ററിലും, കറന്റ് ആമ്പിയറിലും അളക്കുന്നുവെന്ന് അനുമാനിക്കാം. ഇൻപുട്ട്, ഔട്ട്പുട്ട് പാരാമീറ്ററുകളുടെ ഏകപക്ഷീയമായ ഓർഗനൈസേഷൻ അനുവദനീയമാണ്.

പരിഹാരം

% m_dip_moment - ബഹിരാകാശത്ത് വൈദ്യുതധാരയുള്ള ഒരു ത്രികോണ സർക്യൂട്ടിന്റെ കാന്തിക ദ്വിധ്രുവ നിമിഷത്തിന്റെ കണക്കുകൂട്ടൽ

%pm = m_dip_moment(ടോക്ക്, നോഡുകൾ)

% ഇൻപുട്ട് പാരാമീറ്ററുകൾ

% കറന്റ് - സർക്യൂട്ടിലെ കറന്റ്;

% നോഡുകൾ - ഫോമിന്റെ ഒരു ചതുര മാട്രിക്സ് ." , ഓരോ വരിയിലും അനുബന്ധ ശീർഷകത്തിന്റെ കോർഡിനേറ്റുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.

% ഔട്ട്പുട്ട് പാരാമീറ്റർ

കാന്തിക ദ്വിധ്രുവ നിമിഷം വെക്റ്ററിന്റെ കാർട്ടീഷ്യൻ ഘടകങ്ങളുടെ ഒരു വരി മാട്രിക്സാണ് % pm.

ഫംഗ്ഷൻ pm = m_dip_moment(ടോക്ക്, നോഡുകൾ);

pm=tok*)]) det()]) det()])]/2;

% അവസാന പ്രസ്താവനയിൽ, ത്രികോണത്തിന്റെ ഏരിയ വെക്റ്റർ വൈദ്യുതധാരയാൽ ഗുണിച്ചിരിക്കുന്നു

>> നോഡുകൾ=10*റാൻഡ്(3)

9.5013 4.8598 4.5647

2.3114 8.913 0.18504

6.0684 7.621 8.2141

>> pm=m_dip_moment(1,nodes)

13.442 20.637 -2.9692

IN ഈ കാര്യംസംഭവിച്ചു പി എം = (13.442* 1 x + 20.637*1 വൈ - 2.9692*1 z) സർക്യൂട്ടിലെ കറന്റ് 1 എ ആണെങ്കിൽ A * m 2.

§ 1.4. വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡല സിദ്ധാന്തത്തിലെ സ്പേഷ്യൽ ഡിഫറൻഷ്യൽ ഓപ്പറേറ്റർമാർ

ഗ്രേഡിയന്റ്സ്കെയിലർ ഫീൽഡ് Φ( ക്യു) = Φ( x, y, z) ഫോർമുല നിർവചിച്ചിരിക്കുന്ന വെക്റ്റർ ഫീൽഡ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു:

,

എവിടെ വി 1 - പോയിന്റ് അടങ്ങുന്ന ഏരിയ ക്യു; എസ് 1 - അടച്ച ഉപരിതല പരിധി പ്രദേശം വി 1 , ക്യു 1 - ഉപരിതലത്തിൽ ഉൾപ്പെടുന്ന പോയിന്റ് എസ് 1 ; δ - പോയിന്റിൽ നിന്നുള്ള ഏറ്റവും വലിയ ദൂരം ക്യുഉപരിതലത്തിലെ പോയിന്റുകളിലേക്ക് എസ് 1 (പരമാവധി| QQ 1 |).

വ്യതിചലനംവെക്റ്റർ ഫീൽഡ് എഫ് (ക്യു)=എഫ് (x, y, z) ഫോർമുല നിർവചിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു സ്കെയിലർ ഫീൽഡ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു:

റോട്ടർ(വോർട്ടക്സ്) വെക്റ്റർ ഫീൽഡ് എഫ് (ക്യു)=എഫ് (x, y, z) ഫോർമുല നിർവചിച്ചിരിക്കുന്ന വെക്റ്റർ ഫീൽഡ് ആണ്:

ചെംചീയൽ എഫ് =

നബ്ല ഓപ്പറേറ്റർഒരു വെക്റ്റർ ഡിഫറൻഷ്യൽ ഓപ്പറേറ്ററാണ്, ഇത് കാർട്ടീഷ്യൻ കോർഡിനേറ്റുകളിൽ ഫോർമുലയാൽ നിർവചിക്കപ്പെടുന്നു:

നബ്ല ഓപ്പറേറ്റർ വഴി നമുക്ക് ഗ്രേഡ്, ഡിവിഷൻ, റോട്ട് എന്നിവ പ്രതിനിധീകരിക്കാം:

ഞങ്ങൾ ഈ ഓപ്പറേറ്റർമാരെ കാർട്ടീഷ്യൻ കോർഡിനേറ്റുകളിൽ എഴുതുന്നു:

; ;

കാർട്ടിസിയൻ കോർഡിനേറ്റുകളിലെ ലാപ്ലേസ് ഓപ്പറേറ്ററെ ഫോർമുല നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നു:

രണ്ടാം ഓർഡർ ഡിഫറൻഷ്യൽ ഓപ്പറേറ്റർമാർ:

സമഗ്ര സിദ്ധാന്തങ്ങൾ

ഗ്രേഡിയന്റ് സിദ്ധാന്തം ;

ഭിന്നത സിദ്ധാന്തം

റോട്ടർ സിദ്ധാന്തം

EMF സിദ്ധാന്തത്തിൽ, ഒരു സമഗ്ര സിദ്ധാന്തം കൂടി ഉപയോഗിക്കുന്നു:

.

ചോദ്യങ്ങൾ നിയന്ത്രിക്കുക

1. സ്കെയിലർ ഫീൽഡിന്റെ ഗ്രേഡിയന്റ് എന്നറിയപ്പെടുന്നത്?

2. വെക്റ്റർ ഫീൽഡിന്റെ വ്യതിചലനം എന്നറിയപ്പെടുന്നത്?

3. വെക്റ്റർ ഫീൽഡിന്റെ റോട്ടർ എന്നറിയപ്പെടുന്നത്?

4. എന്താണ് നബ്ല ഓപ്പറേറ്റർ, അതിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ഫസ്റ്റ്-ഓർഡർ ഡിഫറൻഷ്യൽ ഓപ്പറേറ്റർമാർ എങ്ങനെയാണ് പ്രകടിപ്പിക്കുന്നത്?

5. സ്കെയിലർ, വെക്റ്റർ ഫീൽഡുകൾക്ക് എന്ത് സമഗ്ര സിദ്ധാന്തങ്ങളാണ് സാധുതയുള്ളത്?

MATLAB ആപ്ലിക്കേഷൻ ഉദാഹരണം

ടാസ്ക്.

നൽകിയത്: ടെട്രാഹെഡ്രോണിന്റെ വോളിയത്തിൽ, സ്കെയിലറും വെക്റ്റർ ഫീൽഡുകളും ഒരു രേഖീയ നിയമം അനുസരിച്ച് മാറുന്നു. ടെട്രാഹെഡ്രോണിന്റെ ശീർഷകങ്ങളുടെ കോർഡിനേറ്റുകൾ നൽകിയിരിക്കുന്നത് ഫോമിന്റെ ഒരു മാട്രിക്സ് ആണ് [ x 1 , വൈ 1 , z 1 ; x 2 , വൈ 2 , z 2 ; x 3 , വൈ 3 , z 3 ; x 4 , വൈ 4 , z 4 ]. ലംബങ്ങളിലെ സ്കെയിലർ ഫീൽഡിന്റെ മൂല്യങ്ങൾ മാട്രിക്സ് ആണ് നൽകിയിരിക്കുന്നത് [Ф 1 ; എഫ് 2; എഫ് 3; എഫ് 4]. ലംബങ്ങളിലെ വെക്റ്റർ ഫീൽഡിന്റെ കാർട്ടീഷ്യൻ ഘടകങ്ങൾ മാട്രിക്സ് [ എഫ് 1 x, എഫ് 1വൈ, എഫ് 1z; എഫ് 2x, എഫ് 2വൈ, എഫ് 2z; എഫ് 3x, എഫ് 3വൈ, എഫ് 3z; എഫ് 4x, എഫ് 4വൈ, എഫ് 4z].

നിർവ്വചിക്കുകടെട്രാഹെഡ്രോണിന്റെ വോളിയത്തിൽ, സ്കെയിലർ ഫീൽഡിന്റെ ഗ്രേഡിയന്റ്, അതുപോലെ വെക്റ്റർ ഫീൽഡിന്റെ വ്യതിചലനവും ചുരുളും. ഇതിനായി ഒരു MATLAB ഫംഗ്‌ഷൻ എഴുതുക.

പരിഹാരം. എം-ഫംഗ്ഷന്റെ വാചകം ചുവടെയുണ്ട്.

% grad_div_rot - ഒരു ടെട്രാഹെഡ്രോണിന്റെ വോളിയത്തിൽ ഗ്രേഡിയന്റ്, വ്യതിചലനം, ചുരുളൻ എന്നിവ കണക്കാക്കുക

%=grad_div_rot(നോഡുകൾ, സ്കെലാർ, വെക്റ്റർ)

% ഇൻപുട്ട് പാരാമീറ്ററുകൾ

% നോഡുകൾ - ടെട്രാഹെഡ്രോൺ വെർട്ടെക്സ് കോർഡിനേറ്റുകളുടെ മാട്രിക്സ്:

% വരികൾ ലംബങ്ങൾ, നിരകൾ - കോർഡിനേറ്റുകൾ എന്നിവയുമായി യോജിക്കുന്നു;

% സ്കെയിലർ - ലംബങ്ങളിലെ സ്കെയിലർ ഫീൽഡ് മൂല്യങ്ങളുടെ നിര മാട്രിക്സ്;

% വെക്റ്റർ - വെർട്ടിസുകളിലെ വെക്റ്റർ ഫീൽഡ് ഘടകങ്ങളുടെ മാട്രിക്സ്:

% ഔട്ട്പുട്ട് പാരാമീറ്ററുകൾ

% ഗ്രേഡ് - സ്കെയിലർ ഫീൽഡിന്റെ കാർട്ടീഷ്യൻ ഗ്രേഡിയന്റ് ഘടകങ്ങളുടെ വരി മാട്രിക്സ്;

% div - ടെട്രാഹെഡ്രോണിന്റെ വോള്യത്തിൽ വെക്റ്റർ ഫീൽഡിന്റെ വ്യതിചലന മൂല്യം;

% ചെംചീയൽ - വെക്റ്റർ ഫീൽഡ് റോട്ടറിന്റെ കാർട്ടീഷ്യൻ ഘടകങ്ങളുടെ വരി മാട്രിക്സ്.

% കണക്കുകൂട്ടലുകളിൽ, ഒരു ടെട്രാഹെഡ്രോണിന്റെ അളവിലാണെന്ന് അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നു

% വെക്റ്റർ, സ്കെലാർ ഫീൽഡുകൾ ഒരു രേഖീയ നിയമം അനുസരിച്ച് ബഹിരാകാശത്ത് വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു.

ഫംഗ്ഷൻ =grad_div_rot(നോഡുകൾ, സ്കെലാർ, വെക്റ്റർ);

a=inv(); ലീനിയർ ഇന്റർപോളേഷൻ ഗുണകങ്ങളുടെ % മാട്രിക്സ്

grad=(a(2:end,:)*scalar)."; % സ്കെലാർ ഫീൽഡ് ഗ്രേഡിയന്റ് ഘടകങ്ങൾ

div =* വെക്റ്റർ(:); ഒരു വെക്റ്റർ ഫീൽഡിന്റെ % വ്യതിചലനം

റോട്ട്=സം(ക്രോസ്(എ(2:അവസാനം,:),വെക്റ്റർ."),2";

വികസിപ്പിച്ച എം-ഫംഗ്ഷൻ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ഉദാഹരണം:

>> നോഡുകൾ=10*റാൻഡ്(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

>> സ്കെയിലർ=റാൻഡ്(4,1)

>>വെക്റ്റർ=റാൻഡ്(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(നോഡുകൾ, സ്കെലാർ, വെക്റ്റർ)

0.16983 -0.03922 -0.17125

0.91808 0.20057 0.78844

സ്പേഷ്യൽ കോർഡിനേറ്റുകൾ അളക്കുന്നത് മീറ്ററിൽ ആണെന്നും വെക്‌ടർ, സ്‌കേലാർ ഫീൽഡുകൾ എന്നിവ അളവില്ലാത്തവയാണെന്നും ഞങ്ങൾ അനുമാനിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, ഈ ഉദാഹരണംസംഭവിച്ചത്:

ഗ്രേഡ് Ф = (-0.16983* 1 x - 0.03922*1 വൈ - 0.17125*1 z) m -1 ;

ഡിവി എഫ് = -1.0112 മീ -1;

ചെംചീയൽ എഫ് = (-0.91808*1 x + 0.20057*1 വൈ + 0.78844*1 z) m -1 .

§ 1.5. വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡല സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന നിയമങ്ങൾ

ഇന്റഗ്രൽ രൂപത്തിൽ EMF സമവാക്യങ്ങൾ

നിലവിലെ നിയമത്തിന്റെ പൂർണരൂപം:

അഥവാ

കോണ്ടറിനൊപ്പം കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തി വെക്റ്ററിന്റെ രക്തചംക്രമണം എൽഉപരിതലത്തിലൂടെ ഒഴുകുന്ന മൊത്തം വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിന് തുല്യമാണ് എസ്, കോണ്ടൂർ മേൽ നീട്ടി എൽ, വൈദ്യുതധാരയുടെ ദിശ സർക്യൂട്ട് ബൈപാസ് ചെയ്യുന്ന ദിശയിൽ ഒരു വലംകൈയ്യൻ സംവിധാനം ഉണ്ടാക്കുന്നുവെങ്കിൽ.

വൈദ്യുതകാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ നിയമം:

,

എവിടെ ഇ c എന്നത് ബാഹ്യ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ ശക്തിയാണ്.

വൈദ്യുതകാന്തിക ഇൻഡക്ഷന്റെ EMF ഇസർക്യൂട്ടിലും എൽഉപരിതലത്തിലൂടെയുള്ള കാന്തിക പ്രവാഹത്തിന്റെ മാറ്റത്തിന്റെ നിരക്കിന് തുല്യമാണ് എസ്, കോണ്ടൂർ മേൽ നീട്ടി എൽ, ഒപ്പം കാന്തിക ഫ്ളക്സ് ഫോമുകളുടെ മാറ്റത്തിന്റെ നിരക്കിന്റെ ദിശ ദിശയോടൊപ്പം മാറുന്നു ഇഇടത് കൈ സംവിധാനവും.

അവിഭാജ്യ രൂപത്തിൽ ഗാസ് സിദ്ധാന്തം:

അടച്ച പ്രതലത്തിലൂടെ വൈദ്യുത സ്ഥാനചലന വെക്റ്റർ ഒഴുകുന്നു എസ്ഉപരിതലത്തിൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്ന വോളിയത്തിൽ സ്വതന്ത്ര വൈദ്യുത ചാർജുകളുടെ ആകെത്തുകയ്ക്ക് തുല്യമാണ് എസ്.

കാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ ലൈനുകളുടെ തുടർച്ചയുടെ നിയമം:

ഏതെങ്കിലും അടഞ്ഞ പ്രതലത്തിലൂടെയുള്ള കാന്തിക പ്രവാഹം പൂജ്യമാണ്.

അവിഭാജ്യ രൂപത്തിൽ സമവാക്യങ്ങളുടെ നേരിട്ടുള്ള പ്രയോഗം ഏറ്റവും ലളിതമായ വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലങ്ങൾ കണക്കാക്കുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു. കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ രൂപത്തിന്റെ വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലങ്ങൾ കണക്കാക്കാൻ, ഡിഫറൻഷ്യൽ രൂപത്തിലുള്ള സമവാക്യങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ സമവാക്യങ്ങളെ മാക്സ്വെൽ സമവാക്യങ്ങൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

സ്‌റ്റേഷനറി മീഡിയയ്‌ക്കായുള്ള മാക്‌സ്‌വെല്ലിന്റെ സമവാക്യങ്ങൾ

ഈ സമവാക്യങ്ങൾ അവിഭാജ്യ രൂപത്തിലുള്ള അനുബന്ധ സമവാക്യങ്ങളിൽ നിന്നും സ്പേഷ്യൽ ഡിഫറൻഷ്യൽ ഓപ്പറേറ്റർമാരുടെ ഗണിതശാസ്ത്ര നിർവചനങ്ങളിൽ നിന്നും നേരിട്ട് പിന്തുടരുന്നു.

ഡിഫറൻഷ്യൽ രൂപത്തിൽ നിലവിലുള്ള ആകെ നിയമം:

,

മൊത്തം വൈദ്യുത പ്രവാഹ സാന്ദ്രത,

ബാഹ്യ വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിന്റെ സാന്ദ്രത,

ചാലക നിലവിലെ സാന്ദ്രത,

സ്ഥാനചലനം നിലവിലെ സാന്ദ്രത:,

നിലവിലെ സാന്ദ്രത കൈമാറുക: .

ഇതിനർത്ഥം വൈദ്യുത പ്രവാഹം കാന്തിക മണ്ഡല ശക്തിയുടെ വെക്റ്റർ ഫീൽഡിന്റെ ഒരു വോർട്ടെക്സ് ഉറവിടമാണ്.

ഡിഫറൻഷ്യൽ രൂപത്തിൽ വൈദ്യുതകാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ നിയമം:

ഇതിനർത്ഥം വൈദ്യുത മണ്ഡല ശക്തി വെക്റ്ററിന്റെ സ്പേഷ്യൽ ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷനുള്ള ഒരു വോർട്ടക്സ് ഉറവിടമാണ് ഇതര കാന്തികക്ഷേത്രം എന്നാണ്.

കാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ ലൈനുകളുടെ തുടർച്ചയുടെ സമവാക്യം:

ഇതിനർത്ഥം കാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ വെക്റ്ററിന്റെ ഫീൽഡിന് ഉറവിടങ്ങളില്ല, അതായത്. പ്രകൃതിയിൽ കാന്തിക ചാർജുകൾ (കാന്തിക മോണോപോളുകൾ) ഇല്ല.

ഡിഫറൻഷ്യൽ രൂപത്തിൽ ഗോസിന്റെ സിദ്ധാന്തം:

ഇതിനർത്ഥം ഇലക്ട്രിക് ഡിസ്പ്ലേസ്മെന്റ് വെക്റ്റർ ഫീൽഡിന്റെ ഉറവിടങ്ങൾ വൈദ്യുത ചാർജുകളാണ്.

EMF വിശകലന പ്രശ്നത്തിന്റെ പരിഹാരത്തിന്റെ പ്രത്യേകത ഉറപ്പാക്കാൻ, വെക്റ്ററുകൾ തമ്മിലുള്ള മെറ്റീരിയൽ കണക്ഷന്റെ സമവാക്യങ്ങളുമായി മാക്സ്വെൽ സമവാക്യങ്ങൾ കൂട്ടിച്ചേർക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. ഇ ഒപ്പം ഡി , ഒപ്പം ബി ഒപ്പം എച്ച് .

ഫീൽഡ് വെക്റ്ററുകളും മീഡിയത്തിന്റെ ഇലക്ട്രോഫിസിക്കൽ ഗുണങ്ങളും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം

എന്നാണ് അറിയുന്നത്

(1)

എല്ലാ ഡൈഇലക്‌ട്രിക്‌സും ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലത്താൽ ധ്രുവീകരിക്കപ്പെടുന്നു. എല്ലാ കാന്തങ്ങളും കാന്തികക്ഷേത്രത്താൽ കാന്തികമാക്കപ്പെടുന്നു. ധ്രുവീകരണ വെക്‌ടറിന്റെ പ്രവർത്തനപരമായ ആശ്രിതത്വം വഴി ഒരു പദാർത്ഥത്തിന്റെ സ്റ്റാറ്റിക് ഡൈഇലക്‌ട്രിക് ഗുണങ്ങളെ പൂർണ്ണമായും വിവരിക്കാം. പി വൈദ്യുത മണ്ഡല ശക്തി വെക്റ്ററിൽ നിന്ന് ഇ (പി =പി (ഇ )). ഒരു പദാർത്ഥത്തിന്റെ സ്റ്റാറ്റിക് മാഗ്നറ്റിക് പ്രോപ്പർട്ടികൾ കാന്തികവൽക്കരണ വെക്റ്ററിന്റെ പ്രവർത്തനപരമായ ആശ്രിതത്വത്താൽ പൂർണ്ണമായും വിവരിക്കാനാകും. എം കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തി വെക്റ്ററിൽ നിന്ന് എച്ച് (എം =എം (എച്ച് )). പൊതുവായ സാഹചര്യത്തിൽ, അത്തരം ആശ്രിതത്വങ്ങൾ പ്രകൃതിയിൽ അവ്യക്തമാണ് (ഹിസ്റ്റെറിസിസ്). പോയിന്റിലെ ധ്രുവീകരണം അല്ലെങ്കിൽ കാന്തികവൽക്കരണ വെക്റ്റർ എന്നാണ് ഇതിനർത്ഥം ക്യുവെക്റ്ററിന്റെ മൂല്യം മാത്രമല്ല നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ഇ അഥവാ എച്ച് ഈ ഘട്ടത്തിൽ, മാത്രമല്ല വെക്റ്ററിലെ മാറ്റത്തിന്റെ ചരിത്രവും ഇ അഥവാ എച്ച് ഈ സമയത്ത്. ഈ ആശ്രിതത്വങ്ങളെ പരീക്ഷണാത്മകമായി അന്വേഷിക്കുന്നതും മാതൃകയാക്കുന്നതും വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. അതിനാൽ, പ്രായോഗികമായി പലപ്പോഴും വെക്റ്ററുകൾ എന്ന് അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നു പി ഒപ്പം ഇ , ഒപ്പം എം ഒപ്പം എച്ച് ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഇലക്ട്രോഫിസിക്കൽ ഗുണങ്ങളെ സ്കെയിലർ ഹിസ്റ്റെറിസിസ് ഫംഗ്ഷനുകളാൽ വിവരിക്കുന്നു (| പി |=|പി |(|ഇ |), |എം |=|എം |(|എച്ച് |). മേൽപ്പറഞ്ഞ പ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ഹിസ്റ്റെറിസിസ് സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ അവഗണിക്കാൻ കഴിയുമെങ്കിൽ, വൈദ്യുത ഗുണങ്ങളെ ഒറ്റ മൂല്യമുള്ള ഫംഗ്ഷനുകൾ വിവരിക്കുന്നു. പി=പി(ഇ), എം=എം(എച്ച്).

മിക്ക കേസുകളിലും, ഈ പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഏകദേശം രേഖീയമായി കണക്കാക്കാം, അതായത്,

തുടർന്ന്, റിലേഷൻ (1) കണക്കിലെടുത്ത് നമുക്ക് ഇനിപ്പറയുന്നവ എഴുതാം

,

(4)

അതനുസരിച്ച്, പദാർത്ഥത്തിന്റെ ആപേക്ഷിക വൈദ്യുത, ​​കാന്തിക പ്രവേശനക്ഷമത:

ഒരു പദാർത്ഥത്തിന്റെ സമ്പൂർണ്ണ അനുമതി:

ഒരു പദാർത്ഥത്തിന്റെ കേവല കാന്തിക പ്രവേശനക്ഷമത:

ബന്ധങ്ങൾ (2), (3), (4) പദാർത്ഥത്തിന്റെ വൈദ്യുത, ​​കാന്തിക ഗുണങ്ങളെ വിശേഷിപ്പിക്കുന്നു. ഒരു പദാർത്ഥത്തിന്റെ വൈദ്യുതചാലക ഗുണങ്ങളെ ഡിഫറൻഷ്യൽ രൂപത്തിൽ ഓമിന്റെ നിയമത്താൽ വിവരിക്കാം

പദാർത്ഥത്തിന്റെ പ്രത്യേക വൈദ്യുതചാലകത എവിടെയാണ്, S/m ൽ അളക്കുന്നു.

കൂടുതൽ പൊതുവായ സാഹചര്യത്തിൽ, ചാലക നിലവിലെ സാന്ദ്രതയും വൈദ്യുത മണ്ഡല ശക്തി വെക്‌ടറും തമ്മിലുള്ള ആശ്രിതത്വത്തിന് ഒരു നോൺ-ലീനിയർ വെക്റ്റർ-ഹിസ്റ്റെറിസിസ് സ്വഭാവമുണ്ട്.

വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡല ഊർജ്ജം

വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ വോള്യൂമെട്രിക് ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത

,

എവിടെ ഡബ്ല്യു e അളക്കുന്നത് J / m 3 ലാണ്.

കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ വോള്യൂമെട്രിക് ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത

,

എവിടെ ഡബ്ല്യു m അളക്കുന്നത് J / m 3 ലാണ്.

വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ വോള്യൂമെട്രിക് ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത തുല്യമാണ്

ദ്രവ്യത്തിന്റെ രേഖീയ വൈദ്യുത, ​​കാന്തിക ഗുണങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ, EMF ന്റെ വോളിയം ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത തുല്യമാണ്

നിർദ്ദിഷ്ട ഊർജ്ജത്തിന്റെയും EMF വെക്റ്ററുകളുടെയും തൽക്ഷണ മൂല്യങ്ങൾക്ക് ഈ പദപ്രയോഗം സാധുവാണ്.

ചാലക പ്രവാഹങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള താപ നഷ്ടങ്ങളുടെ പ്രത്യേക ശക്തി

മൂന്നാം കക്ഷി ഉറവിടങ്ങളുടെ പ്രത്യേക ശക്തി

ചോദ്യങ്ങൾ നിയന്ത്രിക്കുക

1. മൊത്തത്തിലുള്ള നിലവിലെ നിയമം എങ്ങനെയാണ് സമഗ്ര രൂപത്തിൽ രൂപപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത്?

2. എങ്ങനെയാണ് വൈദ്യുതകാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ നിയമം സമഗ്ര രൂപത്തിൽ രൂപപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത്?

3. ഗാസ് സിദ്ധാന്തവും മാഗ്നറ്റിക് ഫ്ലക്സ് തുടർച്ചയുടെ നിയമവും എങ്ങനെയാണ് അവിഭാജ്യ രൂപത്തിൽ രൂപപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത്?

4. മൊത്തം വൈദ്യുതധാരയുടെ നിയമം എങ്ങനെയാണ് ഡിഫറൻഷ്യൽ രൂപത്തിൽ രൂപപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത്?

5. വൈദ്യുതകാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ നിയമം എങ്ങനെയാണ് ഡിഫറൻഷ്യൽ രൂപത്തിൽ രൂപപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത്?

6. ഗാസ് സിദ്ധാന്തവും കാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ ലൈനുകളുടെ തുടർച്ചയുടെ നിയമവും എങ്ങനെയാണ് അവിഭാജ്യ രൂപത്തിൽ രൂപപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത്?

7. ഏത് ബന്ധങ്ങളാണ് ദ്രവ്യത്തിന്റെ വൈദ്യുത ഗുണങ്ങളെ വിവരിക്കുന്നത്?

8. ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ ഊർജ്ജം അതിനെ നിർണ്ണയിക്കുന്ന വെക്റ്റർ അളവുകളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ എങ്ങനെയാണ് പ്രകടിപ്പിക്കുന്നത്?

9. താപ നഷ്ടങ്ങളുടെ പ്രത്യേക ശക്തിയും മൂന്നാം കക്ഷി സ്രോതസ്സുകളുടെ പ്രത്യേക ശക്തിയും എങ്ങനെയാണ് നിർണ്ണയിക്കുന്നത്?

MATLAB ആപ്ലിക്കേഷൻ ഉദാഹരണങ്ങൾ

ടാസ്ക് 1.

നൽകിയത്: ഒരു ടെട്രാഹെഡ്രോണിന്റെ വോളിയത്തിനുള്ളിൽ, ഒരു പദാർത്ഥത്തിന്റെ കാന്തിക പ്രേരണയും കാന്തികവൽക്കരണവും ഒരു രേഖീയ നിയമമനുസരിച്ച് മാറുന്നു. ടെട്രാഹെഡ്രോണിന്റെ ലംബങ്ങളുടെ കോർഡിനേറ്റുകൾ നൽകിയിരിക്കുന്നു, കാന്തിക ഇൻഡക്ഷന്റെ വെക്റ്ററുകളുടെ മൂല്യങ്ങളും ലംബങ്ങളിലെ പദാർത്ഥത്തിന്റെ കാന്തികവൽക്കരണവും നൽകിയിരിക്കുന്നു.

കണക്കാക്കുകടെട്രാഹെഡ്രോണിന്റെ വോളിയത്തിൽ വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിന്റെ സാന്ദ്രത, മുമ്പത്തെ ഖണ്ഡികയിലെ പ്രശ്നത്തിന്റെ പരിഹാരത്തിൽ സമാഹരിച്ച എം-ഫംഗ്ഷൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. MATLAB കമാൻഡ് വിൻഡോയിൽ കണക്കുകൂട്ടൽ നടത്തുക, സ്പേഷ്യൽ കോർഡിനേറ്റുകൾ മില്ലിമീറ്ററിൽ അളക്കുന്നു, കാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ ടെസ്ലസിലാണ്, കാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ ശക്തിയും കാന്തികവൽക്കരണവും kA / m ൽ ആണ്.

പരിഹാരം.

grad_div_rot m-function-ന് അനുയോജ്യമായ ഒരു ഫോർമാറ്റിൽ നമുക്ക് ഉറവിട ഡാറ്റ സജ്ജമാക്കാം:

>> നോഡുകൾ=5*റാൻഡ്(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=rand(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 % കേവല വാക്വം കാന്തിക പ്രവേശനക്ഷമത, μH/mm

>> M=rand(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(നോഡുകൾ,വൺസ്(4,1),B/mu0-M)

0 -3.0358e-017 0

914.2 527.76 -340.67

ഈ ഉദാഹരണത്തിൽ, കണക്കാക്കിയ വോള്യത്തിലെ മൊത്തം കറന്റ് ഡെൻസിറ്റിയുടെ വെക്റ്റർ (-914.2*) തുല്യമായി മാറി. 1 x + 527.76*1 വൈ - 340.67*1 z) A/mm 2 . നിലവിലെ സാന്ദ്രതയുടെ മോഡുലസ് നിർണ്ണയിക്കാൻ, ഇനിപ്പറയുന്ന പ്രസ്താവന നടപ്പിലാക്കുക:

>> cur_d=sqrt(cur_dens*cur_dens.")

നിലവിലെ സാന്ദ്രതയുടെ കണക്കാക്കിയ മൂല്യം യഥാർത്ഥ സാങ്കേതിക ഉപകരണങ്ങളിൽ ഉയർന്ന കാന്തിക മാധ്യമങ്ങളിൽ ലഭിക്കില്ല. ഈ ഉദാഹരണം തികച്ചും വിദ്യാഭ്യാസപരമാണ്. ടെട്രാഹെഡ്രോണിന്റെ അളവിൽ കാന്തിക ഇൻഡക്ഷന്റെ വിതരണം ക്രമീകരിക്കുന്നതിന്റെ കൃത്യത ഇപ്പോൾ പരിശോധിക്കാം. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, ഇനിപ്പറയുന്ന പ്രസ്താവന നടപ്പിലാക്കുക:

>> =grad_div_rot(നോഡുകൾ,വൺസ്(4,1),B)

0 -3.0358e-017 0

0.38115 0.37114 -0.55567

ഇവിടെ നമുക്ക് div മൂല്യം ലഭിച്ചു ബി \u003d -0.34415 T / mm, ഇത് ഡിഫറൻഷ്യൽ രൂപത്തിൽ കാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ ലൈനുകളുടെ തുടർച്ചയുടെ നിയമത്തിന് അനുസൃതമായിരിക്കാൻ കഴിയില്ല. ടെട്രാഹെഡ്രോണിന്റെ വോളിയത്തിൽ കാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ വിതരണം തെറ്റായി സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു എന്ന് ഇതിൽ നിന്ന് പിന്തുടരുന്നു.

ടാസ്ക് 2.

ശീർഷക കോർഡിനേറ്റുകൾ നൽകിയിരിക്കുന്ന ടെട്രാഹെഡ്രോൺ വായുവിൽ ആയിരിക്കട്ടെ (അളവ് യൂണിറ്റുകൾ മീറ്ററാണ്). വൈദ്യുത മണ്ഡല ശക്തി വെക്‌ടറിന്റെ ശീർഷകങ്ങളിൽ അതിന്റെ മൂല്യങ്ങൾ നൽകട്ടെ (അളവ് യൂണിറ്റുകൾ - kV/m).

ആവശ്യമാണ്ടെട്രാഹെഡ്രോണിനുള്ളിലെ വോള്യൂമെട്രിക് ഇലക്ട്രിക് ചാർജ് സാന്ദ്രത കണക്കാക്കുക.

പരിഹാരംസമാനമായി ചെയ്യാൻ കഴിയും:

>> നോഡുകൾ=3*റാൻഡ്(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 % കേവല വാക്വം പെർമിറ്റിവിറ്റി, nF/m

>> E=20*rand(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(nodes,ones(4,1),E*eps0)

0.076467 0.21709 -0.015323

ഈ ഉദാഹരണത്തിൽ, വോള്യൂമെട്രിക് ചാർജ് സാന്ദ്രത 0.10685 μC/m 3 ആയി മാറി.

§ 1.6. EMF വെക്റ്ററുകൾക്കുള്ള അതിർത്തി വ്യവസ്ഥകൾ.
ചാർജ് സംരക്ഷണ നിയമം. ഉമോവ്-പോയിന്റിങ് സിദ്ധാന്തം

അഥവാ

ഇത് ഇവിടെ അടയാളപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു: എച്ച് 1 - പരിസ്ഥിതി നമ്പർ 1 ലെ മീഡിയ തമ്മിലുള്ള ഇന്റർഫേസിൽ കാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ ശക്തിയുടെ വെക്റ്റർ; എച്ച് 2 - പരിസ്ഥിതി നമ്പർ 2 ലും സമാനമാണ്; എച്ച് 1ടി- മീഡിയം നമ്പർ 1 ലെ മീഡിയ ഇന്റർഫേസിൽ കാന്തിക മണ്ഡല ശക്തി വെക്റ്ററിന്റെ ടാൻജൻഷ്യൽ (ടാൻജൻഷ്യൽ) ഘടകം; എച്ച് 2ടി- പരിസ്ഥിതി നമ്പർ 2 ലും സമാനമാണ്; ഇ മീഡിയ ഇന്റർഫേസിലെ മൊത്തം ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡ് ശക്തിയുടെ വെക്റ്റർ ആണ് 1 മീഡിയം നമ്പർ 1; ഇ 2 - പരിസ്ഥിതി നമ്പർ 2 ലും സമാനമാണ്; ഇ 1 c - മീഡിയാ ഇന്റർഫേസിൽ ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡ് ശക്തി വെക്റ്ററിന്റെ മൂന്നാം കക്ഷി ഘടകം നമ്പർ 1; ഇ 2c - പരിസ്ഥിതി നമ്പർ 2 ലും സമാനമാണ്; ഇ 1ടി- ഇടത്തരം നമ്പർ 1 ലെ മീഡിയ ഇന്റർഫേസിൽ ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡ് ശക്തി വെക്റ്ററിന്റെ ടാൻജൻഷ്യൽ ഘടകം; ഇ 2ടി- പരിസ്ഥിതി നമ്പർ 2 ലും സമാനമാണ്; ഇ 1സെ ടി- മീഡിയം നമ്പർ 1 ലെ മീഡിയ ഇന്റർഫേസിൽ ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡ് ശക്തി വെക്റ്ററിന്റെ ടാൻജൻഷ്യൽ മൂന്നാം കക്ഷി ഘടകം; ഇ 2ടി- പരിസ്ഥിതി നമ്പർ 2 ലും സമാനമാണ്; ബി 1 - മീഡിയം നമ്പർ 1 ലെ മീഡിയ തമ്മിലുള്ള ഇന്റർഫേസിൽ കാന്തിക ഇൻഡക്ഷന്റെ വെക്റ്റർ; ബി 2 - പരിസ്ഥിതി നമ്പർ 2 ലും സമാനമാണ്; ബി 1എൻ- മീഡിയം നമ്പർ 1 ലെ മീഡിയ തമ്മിലുള്ള ഇന്റർഫേസിൽ കാന്തിക ഇൻഡക്ഷന്റെ വെക്റ്ററിന്റെ സാധാരണ ഘടകം; ബി 2എൻ- പരിസ്ഥിതി നമ്പർ 2 ലും സമാനമാണ്; ഡി 1 - മീഡിയം നമ്പർ 1 ൽ മീഡിയ ഇന്റർഫേസിൽ ഇലക്ട്രിക് ഡിസ്പ്ലേസ്മെന്റ് വെക്റ്റർ; ഡി 2 - പരിസ്ഥിതി നമ്പർ 2 ലും സമാനമാണ്; ഡി 1എൻ- മീഡിയം നമ്പർ 1 ലെ മീഡിയ ഇന്റർഫേസിൽ ഇലക്ട്രിക് ഡിസ്പ്ലേസ്മെന്റ് വെക്റ്ററിന്റെ സാധാരണ ഘടകം; ഡി 2എൻ- പരിസ്ഥിതി നമ്പർ 2 ലും സമാനമാണ്; σ എന്നത് മീഡിയകൾക്കിടയിലുള്ള ഇന്റർഫേസിലെ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ ഉപരിതല സാന്ദ്രതയാണ്, C/m 2 ൽ അളക്കുന്നു.

ചാർജ് സംരക്ഷണ നിയമം

മൂന്നാം കക്ഷി നിലവിലെ ഉറവിടങ്ങൾ ഇല്ലെങ്കിൽ, പിന്നെ

,

പൊതുവായ സാഹചര്യത്തിൽ, അതായത്, മൊത്തം കറന്റ് ഡെൻസിറ്റി വെക്‌ടറിന് ഉറവിടങ്ങളില്ല, അതായത്, മൊത്തം കറണ്ട് ലൈനുകൾ എപ്പോഴും അടച്ചിരിക്കും

ഉമോവ്-പോയിന്റിങ് സിദ്ധാന്തം

EMF ലെ മെറ്റീരിയൽ പോയിന്റ് ഉപയോഗിക്കുന്ന വോള്യൂമെട്രിക് പവർ ഡെൻസിറ്റി തുല്യമാണ്

ഐഡന്റിറ്റി അനുസരിച്ച് (1)

ഇതാണ് വോളിയത്തിനായുള്ള പവർ ബാലൻസ് സമവാക്യം വി. പൊതുവായ സാഹചര്യത്തിൽ, തുല്യത (3) അനുസരിച്ച്, വോളിയത്തിനുള്ളിലെ സ്രോതസ്സുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന വൈദ്യുതകാന്തിക ശക്തി വി, താപനഷ്ടങ്ങൾ, EMF ഊർജ്ജത്തിന്റെ ശേഖരണം, ഈ വോള്യം പരിമിതപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു അടഞ്ഞ പ്രതലത്തിലൂടെ ചുറ്റുമുള്ള സ്ഥലത്തേക്ക് റേഡിയേഷൻ എന്നിവയിലേക്ക് പോകുന്നു.

ഇന്റഗ്രൽ (2) ലെ ഇന്റഗ്രാൻഡിനെ Poynting വെക്റ്റർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു:

,

എവിടെ പി W / m 2 ൽ അളന്നു.

ഈ വെക്റ്റർ ചില നിരീക്ഷണ പോയിന്റിൽ വൈദ്യുതകാന്തിക ശക്തി ഫ്ലക്സ് സാന്ദ്രതയ്ക്ക് തുല്യമാണ്. സമത്വം (3) ഉമോവ്-പോയിന്റിങ് സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഗണിതശാസ്ത്ര പദപ്രയോഗമാണ്.

പ്രദേശം പ്രസരിപ്പിക്കുന്ന വൈദ്യുതകാന്തിക ശക്തി വിചുറ്റുമുള്ള സ്ഥലത്തേക്ക് ഒരു അടഞ്ഞ പ്രതലത്തിലൂടെയുള്ള പോയിൻറിംഗ് വെക്റ്ററിന്റെ ഒഴുക്കിന് തുല്യമാണ് എസ്, അതിർത്തി പ്രദേശം വി.

ചോദ്യങ്ങൾ നിയന്ത്രിക്കുക

1. മീഡിയ ഇന്റർഫേസുകളിലെ വൈദ്യുതകാന്തിക ഫീൽഡ് വെക്റ്ററുകളുടെ അതിർത്തി വ്യവസ്ഥകളെ ഏത് പദപ്രയോഗങ്ങളാണ് വിവരിക്കുന്നത്?

2. ചാർജ് സംരക്ഷണ നിയമം എങ്ങനെയാണ് ഡിഫറൻഷ്യൽ രൂപത്തിൽ രൂപപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത്?

3. ചാർജ് സംരക്ഷണ നിയമം എങ്ങനെയാണ് സമഗ്ര രൂപത്തിൽ രൂപപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത്?

4. മീഡിയ ഇന്റർഫേസുകളിലെ നിലവിലെ സാന്ദ്രതയുടെ അതിർത്തി വ്യവസ്ഥകളെ ഏത് പദപ്രയോഗങ്ങളാണ് വിവരിക്കുന്നത്?

5. ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിലെ ഒരു മെറ്റീരിയൽ പോയിന്റ് ഉപയോഗിക്കുന്ന വൈദ്യുതിയുടെ വോളിയം സാന്ദ്രത എന്താണ്?

6. ഒരു നിശ്ചിത വോള്യത്തിന് എങ്ങനെയാണ് വൈദ്യുതകാന്തിക ശക്തി ബാലൻസ് സമവാക്യം എഴുതുന്നത്?

7. എന്താണ് Poynting വെക്റ്റർ?

8. ഉമോവ്-പോയിന്റിങ് സിദ്ധാന്തം എങ്ങനെയാണ് രൂപപ്പെടുത്തുന്നത്?

MATLAB ആപ്ലിക്കേഷൻ ഉദാഹരണം

ടാസ്ക്.

നൽകിയത്: ബഹിരാകാശത്ത് ഒരു ത്രികോണ പ്രതലമുണ്ട്. വെർട്ടെക്സ് കോർഡിനേറ്റുകൾ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. വെർട്ടീസുകളിലെ വൈദ്യുത, ​​കാന്തിക മണ്ഡല ശക്തി വെക്റ്ററുകളുടെ മൂല്യങ്ങളും നൽകിയിരിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡ് ശക്തിയുടെ മൂന്നാം കക്ഷി ഘടകം പൂജ്യമാണ്.

ആവശ്യമാണ്ഈ ത്രികോണ പ്രതലത്തിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന വൈദ്യുതകാന്തിക ശക്തി കണക്കാക്കുക. ഈ കണക്കുകൂട്ടൽ നടത്തുന്ന ഒരു MATLAB ഫംഗ്‌ഷൻ രചിക്കുക. കണക്കാക്കുമ്പോൾ, പോസിറ്റീവ് നോർമൽ വെക്റ്റർ സംവിധാനം ചെയ്തിരിക്കുന്നത് പരിഗണിക്കുക, നിങ്ങൾ അതിന്റെ അറ്റത്ത് നിന്ന് നോക്കുകയാണെങ്കിൽ, ശീർഷ സംഖ്യകളുടെ ആരോഹണ ക്രമത്തിലെ ചലനം എതിർ ഘടികാരദിശയിൽ സംഭവിക്കും.

പരിഹാരം. എം-ഫംഗ്ഷന്റെ വാചകം ചുവടെയുണ്ട്.

% em_power_tri - കടന്നുപോകുന്ന വൈദ്യുതകാന്തിക ശക്തിയുടെ കണക്കുകൂട്ടൽ

ബഹിരാകാശത്ത് % ത്രികോണാകൃതിയിലുള്ള ഉപരിതലം

%P=em_power_tri(nodes,E,H)

% ഇൻപുട്ട് പാരാമീറ്ററുകൾ

% നോഡുകൾ - സ്ക്വയർ മാട്രിക്സ് പോലെ ." ,

ഓരോ വരിയിലും അനുബന്ധ ശീർഷകത്തിന്റെ കോർഡിനേറ്റുകൾ എഴുതിയിരിക്കുന്നു.

% E - ഇലക്‌ട്രിക് ഫീൽഡ് സ്ട്രെങ്ത് വെക്‌ടറിന്റെ ഘടകങ്ങളുടെ മാട്രിക്സ്:

% വരികൾ വെർട്ടിസുകളുമായി യോജിക്കുന്നു, നിരകൾ കാർട്ടീഷ്യൻ ഘടകങ്ങളുമായി യോജിക്കുന്നു.

% H - ശീർഷകങ്ങളിലെ കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തി വെക്റ്ററിന്റെ ഘടകങ്ങളുടെ മാട്രിക്സ്.

% ഔട്ട്പുട്ട് പാരാമീറ്റർ

%P - ത്രികോണത്തിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന വൈദ്യുതകാന്തിക ശക്തി

% കണക്കുകൂട്ടലുകൾ ത്രികോണത്തിലാണെന്ന് അനുമാനിക്കുന്നു

% ഫീൽഡ് സ്ട്രെങ്ത് വെക്‌ടറുകൾ ഒരു രേഖീയ നിയമം അനുസരിച്ച് ബഹിരാകാശത്ത് മാറുന്നു.

ഫംഗ്‌ഷൻ P=em_power_tri(നോഡുകൾ,E,H);

% ത്രികോണത്തിന്റെ ഇരട്ട ഏരിയ വെക്റ്റർ കണക്കാക്കുക

S=)]) det()]) det()])];

പി=സം(ക്രോസ്(ഇ,(വൺസ്(3,3)+കണ്ണ്(3))*എച്ച്,2))*എസ്."/24;

വികസിപ്പിച്ച എം-ഫംഗ്ഷൻ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ഉദാഹരണം:

>> നോഡുകൾ=2*റാൻഡ്(3,3)

0.90151 0.5462 0.4647

1.4318 0.50954 1.6097

1.7857 1.7312 1.8168

>> E=2*rand(3,3)

0.46379 0.15677 1.6877

0.47863 1.2816 0.3478

0.099509 0.38177 0.34159

>> H=2*rand(3,3)

1.9886 0.62843 1.1831

0.87958 0.73016 0.23949

0.6801 0.78648 0.076258

>> P=em_power_tri(nodes,E,H)

സ്പേഷ്യൽ കോർഡിനേറ്റുകൾ അളക്കുന്നത് മീറ്ററിൽ ആണെന്നും, വൈദ്യുത മണ്ഡല ശക്തി വെക്റ്റർ ഒരു മീറ്ററിന് വോൾട്ട് ആണെന്നും, കാന്തിക മണ്ഡല ശക്തി വെക്റ്റർ ഒരു മീറ്ററിന് ആമ്പിയറുകളിലാണെന്നും അനുമാനിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഈ ഉദാഹരണത്തിൽ, ത്രികോണത്തിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന വൈദ്യുതകാന്തിക ശക്തിയായി മാറി. 0.18221 W.

നിർദ്ദേശം

രണ്ട് ബാറ്ററികൾ എടുത്ത് ഇലക്ട്രിക്കൽ ടേപ്പുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുക. ബാറ്ററികൾ ബന്ധിപ്പിക്കുക, അതിലൂടെ അവയുടെ അറ്റങ്ങൾ വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും, അതായത്, പ്ലസ് മൈനസിന് എതിരാണ്, തിരിച്ചും. ഓരോ ബാറ്ററിയുടെയും അറ്റത്ത് ഒരു വയർ ഘടിപ്പിക്കാൻ പേപ്പർ ക്ലിപ്പുകൾ ഉപയോഗിക്കുക. അടുത്തതായി, ബാറ്ററികൾക്ക് മുകളിൽ പേപ്പർ ക്ലിപ്പുകളിലൊന്ന് സ്ഥാപിക്കുക. പേപ്പർക്ലിപ്പ് ഓരോന്നിന്റെയും മധ്യഭാഗത്ത് എത്തിയില്ലെങ്കിൽ, നിങ്ങൾ അത് ആവശ്യമുള്ള നീളത്തിലേക്ക് നേരെയാക്കേണ്ടതുണ്ട്. ടേപ്പ് ഉപയോഗിച്ച് ഡിസൈൻ സുരക്ഷിതമാക്കുക. വയറുകളുടെ അറ്റങ്ങൾ സ്വതന്ത്രമാണെന്നും പേപ്പർ ക്ലിപ്പിന്റെ അറ്റങ്ങൾ ഓരോ ബാറ്ററിയുടെയും മധ്യഭാഗത്ത് എത്തുന്നുണ്ടെന്നും ഉറപ്പാക്കുക. മുകളിൽ നിന്ന് ബാറ്ററികൾ ബന്ധിപ്പിക്കുക, മറുവശത്ത് അതേ ചെയ്യുക.

ചെമ്പ് വയർ എടുക്കുക. ഏകദേശം 15 സെന്റീമീറ്റർ വയർ നേരെ വിടുക, തുടർന്ന് ഗ്ലാസിന് ചുറ്റും പൊതിയാൻ തുടങ്ങുക. ഏകദേശം 10 തിരിവുകൾ ചെയ്യുക. നേരെ മറ്റൊരു 15 സെന്റീമീറ്റർ വിടുക. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന കോപ്പർ കോയിലിന്റെ സ്വതന്ത്ര അറ്റങ്ങളിൽ ഒന്നിലേക്ക് വൈദ്യുതി വിതരണത്തിൽ നിന്ന് വയറുകളിലൊന്ന് ബന്ധിപ്പിക്കുക. വയറുകൾ പരസ്പരം നന്നായി ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കുക. ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ, സർക്യൂട്ട് ഒരു കാന്തികത നൽകുന്നു വയൽ. വൈദ്യുതി വിതരണത്തിന്റെ മറ്റ് വയർ കോപ്പർ വയറുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുക.

അപ്പോൾ, കോയിലിലൂടെ കറന്റ് പ്രവഹിക്കുമ്പോൾ, ഉള്ളിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നത് കാന്തികമാക്കും. പേപ്പർ ക്ലിപ്പുകൾ ഒന്നിച്ചു നിൽക്കും, അതിനാൽ ഒരു സ്പൂണിന്റെയോ ഫോർക്കിന്റെയോ സ്ക്രൂഡ്രൈവറുകളുടെ ഭാഗങ്ങൾ കോയിലിൽ കറന്റ് പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ കാന്തീകരിക്കപ്പെടുകയും മറ്റ് ലോഹ വസ്തുക്കളെ ആകർഷിക്കുകയും ചെയ്യും.

കുറിപ്പ്

കോയിൽ ചൂടായിരിക്കാം. സമീപത്ത് കത്തുന്ന വസ്തുക്കളൊന്നും ഇല്ലെന്ന് ഉറപ്പുവരുത്തുക, ചർമ്മത്തിന് പൊള്ളലേൽക്കാതിരിക്കാൻ ശ്രദ്ധിക്കുക.

സഹായകരമായ ഉപദേശം

ഏറ്റവും എളുപ്പത്തിൽ കാന്തികമാകുന്ന ലോഹം ഇരുമ്പ് ആണ്. ഫീൽഡ് പരിശോധിക്കുമ്പോൾ അലൂമിനിയമോ ചെമ്പോ തിരഞ്ഞെടുക്കരുത്.

ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം നിർമ്മിക്കുന്നതിന്, നിങ്ങൾ അതിന്റെ ഉറവിടം വികിരണം ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. അതേ സമയം, അത് ബഹിരാകാശത്ത് പ്രചരിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന രണ്ട് ഫീൽഡുകൾ, ഇലക്ട്രിക്, മാഗ്നറ്റിക് എന്നിവയുടെ സംയോജനം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കണം. ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന് ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗത്തിന്റെ രൂപത്തിൽ ബഹിരാകാശത്ത് വ്യാപിക്കാൻ കഴിയും.

നിങ്ങൾക്ക് ആവശ്യമായി വരും

• - ഇൻസുലേറ്റഡ് വയർ;
• - ആണി;
• - രണ്ട് കണ്ടക്ടർമാർ;
• - Ruhmkorff കോയിൽ.

നിർദ്ദേശം

കുറഞ്ഞ പ്രതിരോധം ഉള്ള ഇൻസുലേറ്റഡ് വയർ എടുക്കുക, ചെമ്പ് മികച്ചതാണ്. ഒരു ഉരുക്ക് കാമ്പിൽ കാറ്റ് ചെയ്യുക, 100 മില്ലീമീറ്റർ നീളമുള്ള (നെയ്ത്ത്) ഒരു സാധാരണ നഖം ചെയ്യും. ഒരു പവർ സ്രോതസ്സിലേക്ക് വയർ ബന്ധിപ്പിക്കുക, ഒരു സാധാരണ ബാറ്ററി ചെയ്യും. ഒരു ഇലക്ട്രിക് ഉണ്ടാകും വയൽ, അതിൽ ഒരു വൈദ്യുത പ്രവാഹം സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

ചാർജ്ജ് ചെയ്ത (വൈദ്യുത പ്രവാഹം) ദിശാസൂചന ചലനം ഒരു കാന്തികത്തെ സൃഷ്ടിക്കും വയൽ, ഒരു ഉരുക്ക് കാമ്പിൽ കേന്ദ്രീകരിക്കും, ചുറ്റും ഒരു വയർ മുറിവുണ്ടാകും. കാമ്പ് തിരിയുകയും ഫെറോമാഗ്നറ്റുകൾ (, നിക്കൽ, കോബാൾട്ട് മുതലായവ) സ്വയം ആകർഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഫലമായി വയൽവൈദ്യുതകാന്തിക എന്ന് വിളിക്കാം, കാരണം വൈദ്യുത വയൽകാന്തിക.

ഒരു ക്ലാസിക്കൽ വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം ലഭിക്കുന്നതിന്, വൈദ്യുതവും കാന്തികവും ആവശ്യമാണ് വയൽകാലക്രമേണ മാറി, പിന്നെ ഇലക്ട്രിക്കൽ വയൽകാന്തികവും തിരിച്ചും സൃഷ്ടിക്കും. ഇതിനായി ചലിക്കുന്ന ചാർജുകൾക്ക് ആക്സിലറേഷൻ ലഭിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. അതിനുള്ള എളുപ്പവഴി അവയെ ആന്ദോളനം ചെയ്യുക എന്നതാണ്. അതിനാൽ, ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം ലഭിക്കുന്നതിന്, ഒരു കണ്ടക്ടർ എടുത്ത് ഒരു സാധാരണ ഗാർഹിക ശൃംഖലയിലേക്ക് പ്ലഗ് ചെയ്താൽ മതിയാകും. എന്നാൽ ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് അളക്കാൻ കഴിയാത്തത്ര ചെറുതായിരിക്കും.

മതിയായ ശക്തമായ കാന്തികക്ഷേത്രം ലഭിക്കുന്നതിന്, ഒരു ഹെർട്സ് വൈബ്രേറ്റർ ഉണ്ടാക്കുക. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, രണ്ട് നേരായ സമാന കണ്ടക്ടറുകൾ എടുക്കുക, അവ ശരിയാക്കുക, അങ്ങനെ അവയ്ക്കിടയിലുള്ള വിടവ് 7 മില്ലീമീറ്ററാണ്. ഇത് ഒരു ചെറിയ വൈദ്യുത ശേഷിയുള്ള ഒരു ഓപ്പൺ ഓസിലേറ്ററി സർക്യൂട്ട് ആയിരിക്കും. ഓരോ കണ്ടക്ടറുകളെയും Ruhmkorff ക്ലാമ്പുകളിലേക്ക് ബന്ധിപ്പിക്കുക (ഇത് പ്രേരണകൾ സ്വീകരിക്കാൻ നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ്). സ്കീമ അറ്റാച്ചുചെയ്യുക ബാറ്ററി. കണ്ടക്ടറുകൾക്കിടയിലുള്ള സ്പാർക്ക് വിടവിൽ ഡിസ്ചാർജുകൾ ആരംഭിക്കും, വൈബ്രേറ്റർ തന്നെ ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ ഉറവിടമായി മാറും.

അനുബന്ധ വീഡിയോകൾ

പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ ആമുഖവും വൈദ്യുതിയുടെ വ്യാപകമായ ഉപയോഗവും കൃത്രിമ വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലങ്ങളുടെ ആവിർഭാവത്തിലേക്ക് നയിച്ചു, ഇത് മിക്കപ്പോഴും മനുഷ്യർക്കും പരിസ്ഥിതിക്കും ദോഷകരമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. ചലിക്കുന്ന ചാർജുകൾ ഉള്ളിടത്താണ് ഈ ഭൗതിക മണ്ഡലങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്നത്.

വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ സ്വഭാവം

വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലമാണ് പ്രത്യേക തരംകാര്യം. വൈദ്യുത ചാർജുകൾ നീങ്ങുന്ന കണ്ടക്ടർമാർക്ക് ചുറ്റും ഇത് സംഭവിക്കുന്നു. ഫോഴ്‌സ് ഫീൽഡിൽ രണ്ട് സ്വതന്ത്ര ഫീൽഡുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു - കാന്തികവും വൈദ്യുതവും, അവ പരസ്പരം ഒറ്റപ്പെട്ട് നിലനിൽക്കില്ല. വൈദ്യുത മണ്ഡലം, അത് ഉദിക്കുകയും മാറുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, സ്ഥിരമായി ഒരു കാന്തിക മണ്ഡലം സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

വേരിയബിൾ ഫീൽഡുകളുടെ ആദ്യ സ്വഭാവങ്ങളിലൊന്ന് പത്തൊൻപതാം പകുതിനൂറ്റാണ്ട് ജെയിംസ് മാക്സ്വെൽ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യാൻ തുടങ്ങി, വൈദ്യുതകാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സിദ്ധാന്തം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള യോഗ്യത ആർക്കാണ്. ത്വരിതഗതിയിൽ ചലിക്കുന്ന വൈദ്യുത ചാർജുകൾ ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലം സൃഷ്ടിക്കുന്നുവെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞൻ കാണിച്ചു. അത് മാറ്റുന്നത് കാന്തിക ശക്തികളുടെ ഒരു മണ്ഡലം സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

ഒന്നിടവിട്ട കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ഉറവിടം ഒരു കാന്തം ആയിരിക്കാം, നിങ്ങൾ അത് ചലനത്തിൽ സജ്ജമാക്കുകയാണെങ്കിൽ, അതുപോലെ ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്ന അല്ലെങ്കിൽ ത്വരിതഗതിയിൽ ചലിക്കുന്ന ഒരു വൈദ്യുത ചാർജും. ചാർജ് സ്ഥിരമായ വേഗതയിൽ നീങ്ങുകയാണെങ്കിൽ, ഒരു സ്ഥിരമായ വൈദ്യുതധാര കണ്ടക്ടറിലൂടെ ഒഴുകുന്നു, ഇത് സ്ഥിരമായ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സവിശേഷതയാണ്. ബഹിരാകാശത്ത് പ്രചരിപ്പിക്കുന്നത്, വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലം ഊർജ്ജം വഹിക്കുന്നു, ഇത് കണ്ടക്ടറിലെ വൈദ്യുതധാരയുടെ അളവും പുറത്തുവിടുന്ന തരംഗങ്ങളുടെ ആവൃത്തിയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

ഒരു വ്യക്തിയിൽ വൈദ്യുതകാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സ്വാധീനം

മനുഷ്യൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത സാങ്കേതിക സംവിധാനങ്ങളാൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന എല്ലാ വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണങ്ങളുടെയും അളവ് ഗ്രഹത്തിന്റെ സ്വാഭാവിക വികിരണത്തേക്കാൾ പലമടങ്ങ് കൂടുതലാണ്. ഇത് ഒരു താപ ഫലമാണ്, ഇത് ശരീര കോശങ്ങളുടെ അമിത ചൂടാക്കലിനും മാറ്റാനാവാത്ത പ്രത്യാഘാതങ്ങൾക്കും ഇടയാക്കും. ഉദാഹരണത്തിന്, ദീർഘകാല ഉപയോഗം മൊബൈൽ ഫോൺ, റേഡിയേഷന്റെ ഉറവിടം, തലച്ചോറിന്റെയും കണ്ണിന്റെ ലെൻസിന്റെയും താപനിലയിൽ വർദ്ധനവിന് കാരണമാകും.

വീട്ടുപകരണങ്ങളുടെ ഉപയോഗത്തിലൂടെ ഉണ്ടാകുന്ന വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലങ്ങൾ മാരകമായ നിയോപ്ലാസങ്ങൾക്ക് കാരണമാകും. പ്രത്യേകിച്ചും, ഇത് കുട്ടികളുടെ ശരീരത്തിന് ബാധകമാണ്. വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ ഉറവിടത്തിന് സമീപമുള്ള ഒരു വ്യക്തിയുടെ ദീർഘകാല സാന്നിധ്യം രോഗപ്രതിരോധ സംവിധാനത്തിന്റെ കാര്യക്ഷമത കുറയ്ക്കുന്നു, ഹൃദയത്തിന്റെയും രക്തക്കുഴലുകളുടെയും രോഗങ്ങളിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.

തീർച്ചയായും, ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ ഉറവിടമായ സാങ്കേതിക മാർഗങ്ങളുടെ ഉപയോഗം പൂർണ്ണമായും ഉപേക്ഷിക്കുക അസാധ്യമാണ്. എന്നാൽ നിങ്ങൾക്ക് ഏറ്റവും ലളിതമായ പ്രതിരോധ നടപടികൾ പ്രയോഗിക്കാൻ കഴിയും, ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ഹെഡ്സെറ്റ് ഉപയോഗിച്ച് മാത്രം ഫോൺ ഉപയോഗിക്കുക, ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചതിന് ശേഷം ഇലക്ട്രിക്കൽ ഔട്ട്ലെറ്റുകളിൽ അപ്ലയൻസ് കോഡുകൾ ഇടരുത്. ദൈനംദിന ജീവിതത്തിൽ, സംരക്ഷിത ഷീൽഡിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് എക്സ്റ്റൻഷൻ കോഡുകളും കേബിളുകളും ഉപയോഗിക്കാൻ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു.