Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Otvety_na_kollokvium_po_ED.docx
Скачиваний:
11
Добавлен:
27.03.2016
Размер:
1.3 Mб
Скачать

1.Понятие об электромагнитном поле. Электромагнитное поле – совокупность электрического и магнитного полей (не обладает инертной массой в отличие от вещества).

2. Что является источником электромагнитного поля. Источниками электромагнитного поля являются токи (абстракция-11 вопрос) и, а также электрические заряды с объемной плотностью. Поскольку токесть движение электрических зарядов, то электрические заряды являются единственными источниками электромагнитного поля.3.Понятие электромагнитных волн. Электромагнитные волны– это колебания электромагнитного поля, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью (в вакууме с≈300000 км/с). 4.Понятие силовой линии поля. Кривая, касательнаяк которой в любой точке совпадает по направлению свекторомполя.5.Размерность напряженности электрического поля в системе СИ. , В/м6.Размерность напряженности магнитного поля в системе СИ. , А/м7.Размерность индукции электрического поля в системе СИ. , Кл/м2 8.Размерность индукции магнитного поля в системе СИ. , Вб/м2 или Тл 9.Размерность и значение диэлектрической проницаемости вакуума в системе СИ. Ф/м – абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума. 10.Размерность и значение магнитной проницаемости вакуума в системе СИ. Гн/м – абсолютная магнитная проницаемость вакуума. 11.Существуют ли магнитные токи и заряды. Магнитный ток есть математическая абстракция, он в природе не существует, однако, его введение позволяет упростить вычисления поля.12.Почему используются две формулы уравнений Максвелла. Т.к. уравнения являются зависимыми: 3 и 4 уравнения можно получить путем взятия операции дивергенции второго и первого соответственно(17 вопрос). 13.Физический смысл первого уравнения Максвелла в дифференциальной формуле.. Изменение во времени магнитного поля приводит к возникновению электрического поля. 14.Физический смысл второго уравнения Максвелла в дифференциальной формуле. . Магнитное поле Н создается токами проводимости и изменениями вектора электрической индукции D 15.Физический смысл третьего уравнения Максвелла в дифференциальной формуле. . Источник электрического поля являются заряды 16.Физический смысл уравнения непрерывности. . Поток вектора плотности электрического тока, в заданной точке пространства, определяется изменением объемной плотности электрического заряда в этой точке.

17.Все ли уравнения Максвелла в дифференциальной форме независимы. Объяснить. Уравнения Максвелла не являются независимыми. Например, если взять дивергенцию от обеих частей уравнения первого и учесть, что дивергенция ротора равна нулю, можно получить:а поскольку магнитные заряды отсутствуют, то, что приводит нас к выражению, т.е. к уравнению четыре. Если же зять дивергенцию от обеих частей второго уравнения и учесть уравнение непрерывности, то, и получим уравнение третье.

18.Закон Гаусса, как следствие уравнений Максвелла. Применение теоремы Остроградского-Гаусса к уравнению четвертому и третьему дает ( для электрической индукции),(для магнитной индукции), здесь Q – заряд, сосредоточенный в замкнутом поверхностью S объеме V.

19.Закон Фарадея, как следствие уравнений Максвелла. Применение теоремы Стокса к первому уравнению приводит к уравнению, которое без векторапредставляет собой закон Фарадея. При этом в уравнении C представляет собой замкнутый контур, охватывающий поверхность S.20. Закон Ампера, как следствие уравнений Максвелла. Закон Ампера может быть получен путем применения теоремы Стокса в уравнению второму:, гдеполный электрический ток через поверхность S.21.Уравнение гармонически изменяющегося электрического поля. 22.Комплексная форма записи для гармонического поля. 23.Связь комплексной и действительной амплитуд. .

24.Выражение для средней мощности сигнала через комплексные амплитуды.

25.Уравнение Максвелла в дифференциальной форме для комплексных амплитуд. 1), 2), 3), 4)26.Операция дифференцирования по времени для комплексных амплитуд.,т.е. дифференцирование соответствует умножению на 27.Понятие вектора поляризованности. Поляризованность - смещение центра отрицательного заряда относительно положительного. называется вектором поляризованности или просто поляризованностью вещества,где-дипольный момент. 28.Связь вектора напряженности поля с вектором поляризованности вещества. Если рассматриваемая среда является линейной, то , здесь- электрическая восприимчивость среды, в общем случае может быть комплексной величиной.29.Связь тока проводимости и напряженности электрического поля в веществе. 30.Понятие комплексной абсолютной диэлектрической проницаемости. - есть комплексная диэлектрическая проницаемость среды. Мнимая часть  определяет потери на нагрев среды, связанные с трением колеблющихся дипольных моментов (в вакууме, у которого  действительная величина, потерь нет), действительная – интенсивность процесса поляризации. 31.Тангенс диэлектрических потерь. , характеризует соотношение действительной и мнимой частей полного тока смещения.

32.Понятие изотропных и анизотропных сред. Изотропные совпадает по направлению с вектором электрического поля.33.Связь в анизотропных средах между векторами напряженности и индукции электрического поля.

, для изотропных сред , где-диэлектрическая восприимчивость. Окончательно получается. Для анзитропных:34.Понятие вектора намагничивания вещества. Внешнее магнитное поле может повернуть магнитные дипольные моменты вещества в определенном направлении, т.е. произойдет магнитная поляризация вещества или намагничивание, определяемое вектором .35.Связь между вектором напряженности и индукции магнитного поля в веществе., в случае линейных магнитных материалов исвязаны линейной зависимостью:,где- комплексная магнитная восприимчивость вещества. Тогда. Для анизотропных:36.Понятие комплексной магнитной проницаемости вещества. 37.Какова природа магнитных потерь в веществе. Мнимая часть илиописывает только потери трения, возникающие при перемагничивании вещества, поскольку магнитных токов и зарядов в природе нет, то и потерь, связанных с магнитной проводимостью нет.38.Принцип перестановочной двойственности Пистолькорса. Заключается в том, что замена в уравнении , (,,) переводит его в уравнениеи наоборот, а в целом система останется неизменной.39.Почему для определения граничных условий применяются уравнения Максвелла в интегральной форме. Поскольку на границе раздела параметры сред  и  испытывают скачек. 40.Граничные условия общего вида для нормальных составляющих электромагнитного поля.

Выделим вблизи границы раздела малый цилиндрический объем , и запишем уравнение для потока электрической индукции через поверхность цилиндра:, здесь- нормаль к поверхности раздела, S - поверхность цилиндра. Устремим, тогда поток касательной составляющейвектора электрической индукции через боковую поверхность будет равен нулю, а интеграл сведется к следующему равенству, или, гдеповерхностная плотность заряда на границе раздела сред. В векторной форме уравнение предстает как. Похожие рассуждения позволяют получить выражение для вектора магнитной индукции:, здесь учтено, что магнитные заряды отсутствуют.41.Граничные условия общего вида для касательных составляющих электромагнитного поля.

Соотношения для касательных составляющих электрического поля могут быть получены из уравнения . Для этого выделим вблизи поверхности раздела сред элементарный контур С, и запишем уравнение с применением комплексных амплитуд:. Учитывая то, что приплощадьтакже стремится к нулю и конечность величины магнитной индукции на поверхности S, получим. При этом если на поверхности раздела сред существует магнитный ток с поверхностной плотностью, то второй интеграл в правой части равенства будет отличен от нуля, и можно записать,откуда, или в векторном виде.

При помощи аналогичных рассуждений можно получить соотношения для касательных составляющих магнитного поля:, здесь- поверхностная плотность тока проводимости, которая может существовать на границе раздела сред.42.Система граничных условий для границы диэлектриков без потерь. На границе раздела двух диэлектриков без потерь отсутствуют поверхностные токи и заряды, поэтому граничные условия упрощаются: 1), 2), 3), 4).43. Система граничных условий для «электрической стенки». 1), 2), 3), 4). Указанные граничные условия называются «электрической стенкой», поскольку касательная составляющая электрического поля оказывается «закороченной» и обращается в ноль на поверхности материала.44. Система граничных условий для «магнитной стенки». Данное граничное условие является математической абстракцией, но позволяет описать поведение поля, например, вдоль ребристых поверхностей или в ряде специфических линий передачи. 1), 2), 3), 4).45. Физический смысл «условия излучения». Во многих задачах электродинамики приходится рассматривать распространение волн в бесконечной среде или в бесконечно длинных линиях передачи, при этом требуется выполнение условия об обращении в нуль величины поля на бесконечности, связанное с законом сохранения энергии, данное условие называется «условием излучения». Указанное условие позволяет отсекать те возможные решения уравнений, которые отличны от нуля на бесконечном удалении от источника электромагнитного поля. 46.Физический смысл левой части уравнения Умова-Пойнтинга. Представляет собой комплексную мощность, отдаваемую сторонними источниками ив объем V:47.Понятие вектора Пойнтинга.

или .Модуль характеризует величину и направление потока энергии.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]