Bài giảng Trường điện từ: Chương 2 - ĐH Sư phạm Kỹ thuật

Chia sẻ: Thuongdanguyetan12 Thuongdanguyetan12 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

57
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Trường điện từ - Chương 2: Trường điện từ tĩnh" cung cấp cho người học các kiến thức: Khái niệm, các định luật cơ bản của trường điện tĩnh, phương trình Laplace-Poisson và các ĐK bờ, điện dung của tụ, năng lượng điện trường,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Trường điện từ: Chương 2 - ĐH Sư phạm Kỹ thuật

CHƢƠNG 2 TRƢỜNG ĐIỆN TỪ TĨNH CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
CHƢƠNG 2: TRƢỜNG ĐIỆN TỪ TĨNH 1. Khái niệm 2. Các định luật cơ bản của trƣờng điện tĩnh 3. Phƣơng trình Laplace-Poisson và các ĐK bờ 4. Điện dung của tụ, năng lƣợng điện trƣờng 5. Các phƣơng pháp giải bài toán TĐT CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
1. Khái niệm  Định nghĩa: Trường điện từ tĩnh là trường do các điện tích đứng yên gây ra trong các môi trường chất.   Đặc điểm: J  0 ;  0 t  Các PT của TĐT tĩnh: rot H  0 ; rot E  0 div D   ; div B  0  Tính chất: Thế, không tính chất xoáy, điện trường và từ trường độc lập nhau CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
2. Các định luật cơ bản của TĐT  Định luật Gauss  Định luật bảo toàn điện tích  Định luật Coulomb: q2 q2 F1  q1 r  q1 0 r 4 0 r12 2 12 4 0 r12 3 12 q1 q1 F2  q2 r  q2 0 r 4 0 r21 2 21 4 0 r21 3 21 0 Trong đó: 12 12 vectơ vị trí và vectơ đơn vị chỉ r , r phương của điểm M1 so với M2 chọn làm gốc CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
 Các hệ luận  Hệ luận 1: Trong chân không, cường độ trường điện tĩnh ở M2 ứng với một điện tích điểm q1 đặt q1 yên tại M1 bằng: E( M 2)  r120 4 0 r122  Hệ luận 2: Trong chân không, cường độ trường điện tĩnh tại M ứng với một số điện tích điểm q1, q2…, qn sẽ bằng sự xếp chồng các thành phần ứng 1 qk 0 với mỗi điện tích: E( M )  4 0  rk r 2 k CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3. PT Laplace-Poisson và các ĐK bờ  Phương trình Laplace-Poisson: Trường điện tĩnh có tính chất thế nên khảo sát trường dùng hàm thế vô hướng  với định nghĩa: E   grad     E.d l hay    E.d l  C C A B Do đó hiệu điện thế: U   A  B  B E.d l  A E.d l CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Nếu MT có   const thì: div D  div .E  div  grad      div grad      ( PT Poisson)  Nếu MT không có phân bố điện tích khối thì:   0 ( PT Laplace) Vậy phương trình Laplace-Poisson có dạng: 0         CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
 Các ĐK bờ:  Gọi S là bờ giới hạn miền khảo sát, ta có:  ĐK bờ Dirichlet là sự phân bố nghiệm φ(s) đã cho trên bờ S của bài toán  ĐK bờ Neumann là sự phân bố đã cho trên bờ S của đạo hàm của φ theo phương pháp tuyến n, tức là đã cho  s  n CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
 Gọi S’ là bờ ngăn cách 2 môi trường khác nhau trong miền khảo sát: 1 S '    2 S '      E1t S '  E2t S '  0 D S   D S    2n ' 1n '  Nếu MT1 là VD, MT2 là ĐM thì:     E1t S '  E2t S '  0 D S    2n '  Nếu MT1 là ĐM; MT2 là ĐM thì:     E1t S '  E2t S ' D S   D S   0 2n ' 1n '    D2 n S '  D1n S '   CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4. Điện dung của tụ, năng lƣợng ĐT Điện dung của tụ: C     D.d S   E.d S q  S S  E.d l  E.d l C C 1 1 Năng lượng điện trường: We   E.D.dV    .E 2 .dV 2 V 2 V  Năng lượng ĐT của một vật dẫn cô lập: 1 1 1 1 q2 We   E.D.dV  .q  C.  2 2 V 2 2 2C 1 n  Năng lượng điện trường của n vật dẫn: We  k .qk 2 k 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
5. Các PP giải bài toán TĐT  Áp dụng nguyên lý xếp chồng:  Xếp chồng cường độ điện trường: n n 1qk E ( M )   Ek   .i k 1 4 k 1 rk2 k  Xếp chồng thế điện: n 1 n qk  (M )  k   k 1 4 k 1 rk CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Áp dụng định luật Gauss:  D.dS  q S  Dùng phương trình Laplace-Poisson: 0 PT Laplace       PT Poisson   CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Soi gương các điện tích (PP ảnh điện)  Thay thế (soi gương) qua một mặt phẳng dẫn: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Thay thế (soi gương) qua một góc dẫn: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Thay thế (soi gương) qua mặt tiếp giáp 2 điện môi: 1   2 2. 2 k1  ; k2  1   2 1   2 1   2 2. 2  q1  qk1  q ; q2  qk 2  q 1   2 1   2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt