Das Maxwells Gleichungen wurden vom Wissenschaftler veröffentlicht “ James Clerk Maxwell Diese Gleichungen zeigen, wie geladene Atome oder Elemente liefern elektrische Kraft sowie eine Magnetkraft für jede Ladungseinheit. Die Energie für jede Ladungseinheit wird als Feld bezeichnet. Die Elemente könnten sich sonst nicht bewegen. Die Gleichungen von Maxwell erklären, wie Magnetfelder durch gebildet werden können elektrische Ströme sowie Ladungen und schließlich erklären sie, wie ein elektrisches Feld ein Magnetfeld usw. erzeugen kann. Mit der Primärgleichung können Sie das mit einer Ladung gebildete elektrische Feld bestimmen. Die nächste Gleichung ermöglicht es Ihnen, das Magnetfeld zu bestimmen, und die verbleibenden zwei erklären, wie Felder um ihre Vorräte fließen. Dieser Artikel beschreibt Maxwell-Theorie oder Maxwells Gesetz . Dieser Artikel beschreibt einen Überblick über Maxwell elektromagnetische Theorie .
Was sind Maxwells Gleichungen?
Das Ableitung der Maxwell-Gleichung wird durch vier Gleichungen gesammelt, wobei jede Gleichung eine Tatsache entsprechend erklärt. Alle diese Gleichungen wurden nicht von Maxwell erfunden, er kombinierte jedoch die vier Gleichungen, die von Faraday, Gauss und Ampere hergestellt wurden. Obwohl Maxwell einen Teil der Informationen in die vierte Gleichung aufgenommen hat, nämlich das Ampere-Gesetz, ist die Gleichung damit vollständig.
Maxwells-Gleichungen
- Das erste Gesetz ist Gaußsches Gesetz bestimmt für statische elektrische Felder
- Das zweite Gesetz ist auch Gaußsches Gesetz bestimmt für statische Magnetfelder
- Das dritte Gesetz ist Faradaysches Gesetz das sagt, dass die Änderung des Magnetfeldes ein elektrisches Feld erzeugt.
- Das vierte Gesetz ist Ampere Maxwells Gesetz das sagt, dass die Änderung des elektrischen Feldes ein Magnetfeld erzeugt.
Die beiden Gleichungen 3 und 4 können eine beschreiben Elektromagnetische Welle das kann sich von selbst ausbreiten. Die Gruppierung dieser Gleichungen zeigt, dass eine Magnetfeldänderung eine elektrische Feldänderung hervorrufen kann, und dies führt dann zu einer zusätzlichen Magnetfeldänderung. Daher setzt sich diese Reihe fort und ein elektromagnetisches Signal ist bereit und breitet sich im gesamten Raum aus.
Maxwells vier Gleichungen
Maxwells vier Gleichungen Erklären Sie die beiden Felder, die sich aus der Versorgung mit Strom und Strom ergeben. Die Felder sind nämlich sowohl elektrisch als auch magnetisch und wie sie sich innerhalb der Zeit ändern. Die vier Maxwell-Gleichungen umfassen Folgendes.
- Erstes Gesetz: Gaußsches Gesetz für Elektrizität
- Zweites Gesetz: Gaußsches Gesetz für Magnetismus
- Drittes Gesetz: Faradays Induktionsgesetz
- Viertes Gesetz: Ampere-Gesetz
Die obigen vier Maxwell-Gleichungen sind Gauß für Elektrizität, Gauß für Magnetismus und Faradaysches Gesetz für Induktion. Ampere-Gesetz ist auf verschiedene Arten geschrieben wie Maxwell-Gleichungen in integraler Form , und Maxwell-Gleichungen in Differentialform was unten diskutiert wird.
Maxwell-Gleichungssymbole
Die in der Maxwell-Gleichung verwendeten Symbole umfassen Folgendes
- IS bezeichnet ein elektrisches Feld
- M. bezeichnet magnetisch abgelegt
- D. bezeichnet die elektrische Verschiebung
- H. bezeichnet die Magnetfeldstärke
- P. bezeichnet die Ladungsdichte
- ich bezeichnet elektrischen Strom
- ε0 bezeichnet die Permittivität
- J. bezeichnet die Stromdichte
- μ0 bezeichnet die Durchlässigkeit
- c bezeichnet die Lichtgeschwindigkeit
- M. bezeichnet Magnetisierung
- P. bezeichnet Polarisation
Erstes Gesetz: Gaußsches Gesetz für Elektrizität
Das Das erste Maxwellsche Gesetz ist das Gaußsche Gesetz welches für verwendet wird Elektrizität . Das Gaußsche Gesetz definiert, dass der elektrische Fluss von jeder geschlossenen Oberfläche proportional zur gesamten in der Oberfläche eingeschlossenen Ladung ist.
Die Integralform des Gaußschen Gesetzes entdeckt die Anwendung bei der Berechnung elektrischer Felder im Bereich geladener Objekte. Indem man dieses Gesetz auf eine Punktladung im elektrischen Feld anwendet, kann man zeigen, dass es mit dem Coulombschen Gesetz zuverlässig ist.
Obwohl der Primärbereich des elektrischen Feldes ein Maß für die enthaltene Nettoladung liefert, bietet die Abweichung des elektrischen Feldes ein Maß für die Kompaktheit der Quellen und schließt auch Implikationen ein, die zum Schutz der Ladung verwendet werden.
Zweites Gesetz: Gaußsches Gesetz für Magnetismus
Das Das zweite Maxwellsche Gesetz ist das Gaußsche Gesetz welches für Magnetismus verwendet wird. Das Gaußsche Gesetz besagt, dass die Abweichung des Magnetfeldes gleich Null ist. Dieses Gesetz gilt für den Magnetfluss durch eine geschlossene Oberfläche. In diesem Fall zeigt der Flächenvektor von der Oberfläche ab.
Das Magnetfeld aufgrund von Materialien wird durch ein als Dipol bezeichnetes Muster erzeugt. Diese Pole werden am besten durch Stromschleifen angezeigt, ähneln jedoch sowohl positiven als auch negativen magnetischen Ladungen, die unsichtbar zusammenprallen. Unter Bedingungen von Feldlinien besagt dieses Gesetz, dass Magnetfeldlinien weder beginnen noch enden, sondern Schleifen erzeugen, die sich ansonsten auf unendlich und umgekehrt ausdehnen. Mit anderen Worten, jede Magnetfeldlinie, die durch einen bestimmten Pegel verläuft, muss dieses Volumen irgendwo verlassen.
Dieses Gesetz kann in zwei Formen geschrieben werden, nämlich in integraler Form sowie in Differentialform. Diese beiden Formen sind aufgrund des Divergenzsatzes gleich.
Drittes Gesetz: Faradays Induktionsgesetz
Das Das dritte Maxwellsche Gesetz ist das Faradaysche Gesetz welches zur Induktion verwendet wird. Das Faradaysche Gesetz besagt, dass ein sich zeitlich änderndes Magnetfeld ein elektrisches Feld erzeugt. In integraler Form definiert es, dass der Aufwand für jede Ladungseinheit erforderlich ist, um eine Ladung im Bereich einer geschlossenen Schleife zu bewegen, die der Reduktionsrate des Magnetflusses während der eingeschlossenen Oberfläche entspricht.
Ähnlich wie das Magnetfeld enthält das energetisch induzierte elektrische Feld geschlossene Feldlinien, wenn es nicht durch ein statisches elektrisches Feld angelegt wird. Diese elektromagnetische Induktionsfunktion ist das Arbeitsprinzip hinter mehreren elektrische Generatoren : Zum Beispiel erzeugt ein Magnet mit einem rotierenden Stab eine Magnetfeldänderung, die wiederum ein elektrisches Feld in einem nahen Draht erzeugt.
Viertes Gesetz: Ampere-Gesetz
Das Das vierte von Maxwells Gesetz ist das Ampere-Gesetz . Das Ampere-Gesetz besagt, dass die Erzeugung von Magnetfeldern auf zwei Arten erfolgen kann, nämlich mit elektrischem Strom sowie mit sich ändernden elektrischen Feldern. Beim integralen Typ ist das induzierte Magnetfeld im Bereich eines geschlossenen Regelkreises proportional zum elektrischen Strom und zum Verschiebungsstrom über die gesamte eingeschlossene Oberfläche.
Das Maxwell-Ampere-Gesetz macht den Satz der Gleichungen für nicht statische Felder genau zuverlässig, ohne die Ampere- und Gauß-Gesetze für feste Felder zu ändern. Infolgedessen wird jedoch erwartet, dass eine Änderung des Magnetfelds ein elektrisches Feld induziert. Somit ermöglichen diese mathematischen Gleichungen eine autarke elektromagnetische Welle, um sich durch den leeren Raum zu bewegen. Die Geschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen kann gemessen werden. Dies kann sowohl von den Strömen als auch von den Ladungsexperimenten erwartet werden, die der Lichtgeschwindigkeit entsprechen. Dies ist eine Art elektromagnetischer Strahlung.
∇ x B = J / ε0c2 + 1 / c2 ∂E / ∂t
Das ist also alles über Maxwells Gleichungen . Aus den obigen Gleichungen können wir schließlich schließen, dass diese Gleichungen vier Gesetze enthalten, die sich auf das elektrische (E) sowie das magnetische (B) Feld beziehen, die oben diskutiert wurden. Maxwells Gleichungen können sowohl in Form eines äquivalenten Integrals als auch eines Differentials geschrieben werden. Hier ist eine Frage an Sie: Was sind die Anwendungen von Maxwell-Gleichungen?
