Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Glava_4.doc
Скачиваний:
9
Добавлен:
13.11.2019
Размер:
837.12 Кб
Скачать

Примеры решения задач

Задача 1. Среднее значение индукции в стальном листе толщиной

2b = 0,5 мм составляет Вср = 1В*с/м2;  = 0,2 * 107 Ом/м,  = 314 1/с.

По кривой намагничивания материала на постоянном токе найдено, что при В = 1 В*с/м2, Н = 180 А/м. Определить удельные потери на вихревые токи.

Решение. Находим магнитную проницаемость

;

и

; ;

.

Задача 2. По проводу течет ток I. Построить график изменения вектора Пойнтинга в пространстве вне провода, пренебрегая потерями энергии в проводе.

Решение. Определяем значение вектора Е и Н в пространстве вне провода: ,

Еr 2r = ( — заряд на единицу длины провода).

Вектор Пойнтинга - . Следовательно, Sz изменяется обратно пропорционально квадрату радиуса.

Заметим, что задача имеет смысл только для области вблизи провода, где можно пренебречь полем обратного провода.

Основные формулы.

Электромагнитные волны в диэлектрике:

Уравнения Максвелла для непроводящей среды ( = 0):

, ;

, .

Уравнение Максвелла в комплексной форме:

; ;

; .

Теорема Пойнтинга для диэлектрика без потерь:

.

Энергия электромагнитного поля:

.

Параметры волны:

коэффициент фазы - ;

длина волны - ;

волновое сопротивление - ;

фазовая скорость - .

Обобщенные (запаздывающие) электродинамические потенциалы:

; .

Зависимость между векторами поля и обобщенными потенциалами:

; ;

.

Основные уравнения электромагнитного поля, выраженные через обобщенные потенциалы:

; .

Граничные условия в электромагнитном поле:

E1t – E2t = 0; D1n – D2n = ;

B1n – B2n = 0; H1t – H2t = 0.

Электромагнитные волны в несовершенном диэлектрике и в проводящей среде. Уравнения Максвелла:

, ;

; при а = сonst.

Уравнения Максвелла в комплексной форме:

; ;

; .

Теорема Пойнтинга:

.

Граничные условия в электромагнитном поле:

E1t – E2t = 0; D1n – D2n = ;

B1n – B2n = 0; H1t – H2t =0.

Зависимость между векторами поля:

; ; .

Параметры волны:

коэффициент распространения - ;

коэффициент затухания - ;

коэффициент фазы - ;

волновое (характеристическое) сопротивление- ;

длина волны - ;

фазовая скорость - ;

групповая скорость - .

Параметры волны в хорошо проводящей среде:

; ;

.

Эквивалентная глубина проникновения волны:

.

Далее приведены основные формулы векторного анализа.

Выражение вектора через проекции (декартовы прямоугольные координаты):

; ;

cos ; cos ; cos .

Сумма двух векторов: ;

Sx = Ax + Bx; Sy = Ay + By; Sz = Az + Bz;

Разность двух векторов: ;

Rx = Ax - Bx; Ry = Ay - By; Rz = Az - Bz;

Скалярное произведение двух векторов:

А*В = АВ cos (А, В) = AxBx + АyВy + АzВz.

Векторное произведение двух векторов:

,

где 1n—единичный вектор по нормали к плоскости, в которой лежат перемножаемые векторы А и В.

Уравнение линии вектора А: ; .

Дифференциальный оператор Гамильтона — набла.

.

Сам вектор  не имеет реального значения, он приобретает определенный смысл лишь в комбинации со скалярными или векторными функциями.

.

Скалярное произведение  на вектор E:

.

Векторное произведение:

.

Градиент потенциала: ,

где 1n—единичный вектор по нормали к поверхности  = const.

Свойства вихря вектора: divrot a = 0 rot(a + b) = rota + rotb,

rot(Ua) = Urota + gradUa, divab = brotaarotb.

Поток вектора через поверхность S: .

Дивергенция вектора: .

Теорема Гаусса: .

Циркуляция вектора: .

Ротор вектора: .

Проекция ротора на направление n:

,

где площадка S нормальна к направлению n.

Теорема Стокса: ,

где L—периметр поверхности S.

Лапласиан скаляра : .

Лапласиан вектора А: .

Ротор градиента: .

Дивергенция ротора: .

Дивергенция произведения скаляра и вектора:

.

Дивергенция векторного произведения: div[EH] = HrotE - ErotH.

Ротор от ротора: rot rot A = grad div A - 2A.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]