ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
77
Ïðèìåð 4. Íàéòè âåêòîðíûé ïîòåíöèàë
ρ
A
ñîëåíîèäàëüíîãî
ïîëÿ
ρ
ayz= {,,}0
èç ïðèìåðà 3.
Ðåøåíèå. Âû÷èñëèì ôóíêöèþ ïîä èíòåãðàëîì (3.14):
ta M r t
eee
ty tz
xyz
tze tyze t y xze
xyz
xy z
(( ) ) ( )
ρρ
ρρρ
ρρ ρ
′× = = − + −0
22 2 2 2
.
Òîãäà
ρ
Ax yz z yz y xz(, ,) { , , }=−−
1
3
22
.
Âåêòîðíûé ïîòåíöèàë ïîëó÷èëñÿ íåñêîëüêî áîëåå ãðîìîçäêèì,
÷åì (3.13), íî óðàâíåíèþ (3.5) îí óäîâëåòâîðÿåò.
Ïîêàæåì, ÷òî âåêòîðíûå ïîòåíöèàëû (3.13) è òîëüêî ÷òî
íàéäåííûé îòëè÷àþòñÿ äðóã îò äðóãà íà ãðàäèåíò íåêîòîðîé ñêà-
ëÿðíîé ôóíêöèè ψ, ò. å. ÷òî èõ ðàçíîñòü
1
3
2
3
1
3
2
3
22
zyzy xz,, +
=∇
ψ
.
Ïîñêîëüêó îáëàñòü îïðåäåëåíèÿ òàêîãî âåêòîðíîãî ïîëÿ ÿâëÿåò-
ñÿ îäíîñâÿçíîé, òî äëÿ ïîòåíöèàëüíîñòè ýòîãî ïîëÿ äîñòàòî÷íî,
÷òîáû åãî ðîòîð áûë ðàâåí íóëþ. Ëåãêî óáåäèòüñÿ, ÷òî ýòî òàê.
Âïðî÷åì, ýòîò ðåçóëüòàò ñëåäóåò è èç òîãî, ÷òî äëÿ ëþáûõ äâóõ
ïîëåé
ρ
A
1
è
ρ
A
2
rot( ) rot rot
ρρ ρ ρ
AA A A
12 1 2
−= −
, à åñëè îáà îíè ÿâëÿþòñÿ
âåêòîðíûìè ïîòåíöèàëàìè îäíîãî è òîãî æå ïîëÿ
ρ
a
, òî ïîëå
()
ρρ
AA
12
−
áåçâèõðåâîå, à çíà÷èò, îíî ïðåäñòàâèìî â âèäå
ρρ
AA
12
−=∇
ψ
.
Çàäà÷è
3.18. Òî÷å÷íûé ýëåêòðè÷åñêèé (èëè ìàãíèòíûé) äèïîëü
ñîçäàåò â îêðóæàþùåì ïðîñòðàíñòâå ýëåêòðè÷åñêîå
(èëè ìàãíèòíîå) ïîëå
ρ
ρρ
ρ
ρ
a
pr
r
r
p
r
=
⋅
−3
53
()
,
ρ Ïðèìåð 4. Íàéòè âåêòîðíûé ïîòåíöèàë A ñîëåíîèäàëüíîãî ρ ïîëÿ a = { y , z ,0} èç ïðèìåðà 3. Ðåøåíèå. Âû÷èñëèì ôóíêöèþ ïîä èíòåãðàëîì (3.14): ρ ρ ρ ex ey ez ρ ρ ρ ρ ρ t(a( M ′ ) × r ) = t ty tz 0 = t 2 z 2ex − t 2 yzey + t 2( y 2 − xz )ez . x y z Òîãäà ρ 1 A( x, y, z ) = {z 2,− yz, y 2 − xz} . 3 Âåêòîðíûé ïîòåíöèàë ïîëó÷èëñÿ íåñêîëüêî áîëåå ãðîìîçäêèì, ÷åì (3.13), íî óðàâíåíèþ (3.5) îí óäîâëåòâîðÿåò. Ïîêàæåì, ÷òî âåêòîðíûå ïîòåíöèàëû (3.13) è òîëüêî ÷òî íàéäåííûé îòëè÷àþòñÿ äðóã îò äðóãà íà ãðàäèåíò íåêîòîðîé ñêà- ëÿðíîé ôóíêöèè ψ, ò. å. ÷òî èõ ðàçíîñòü 1 2 2 1 2 3 z , 3 yz, 3 y 2 + 3 xz = ∇ψ . Ïîñêîëüêó îáëàñòü îïðåäåëåíèÿ òàêîãî âåêòîðíîãî ïîëÿ ÿâëÿåò- ñÿ îäíîñâÿçíîé, òî äëÿ ïîòåíöèàëüíîñòè ýòîãî ïîëÿ äîñòàòî÷íî, ÷òîáû åãî ðîòîð áûë ðàâåí íóëþ. Ëåãêî óáåäèòüñÿ, ÷òî ýòî òàê. Âïðî÷åì, ýòîò ðåçóëüòàò ñëåäóåò è èç òîãî, ÷òî äëÿ ëþáûõ äâóõ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ïîëåé A1 è A2 rot( A1 − A2 ) = rot A1 − rot A2 , à åñëè îáà îíè ÿâëÿþòñÿ ρ âåêòîðíûìè ïîòåíöèàëàìè îäíîãî è òîãî æå ïîëÿ a , òî ïîëå ρ ρ ( A1 − A2 ) áåçâèõðåâîå, à çíà÷èò, îíî ïðåäñòàâèìî â âèäå ρ ρ A1 − A2 = ∇ψ . Çàäà÷è 3.18. Òî÷å÷íûé ýëåêòðè÷åñêèé (èëè ìàãíèòíûé) äèïîëü ñîçäàåò â îêðóæàþùåì ïðîñòðàíñòâå ýëåêòðè÷åñêîå (èëè ìàãíèòíîå) ïîëå ρ ρ ρ ρ (p⋅r) ρ p a =3 5 r − 3 , r r 77
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 75
- 76
- 77
- 78
- 79
- …
- следующая ›
- последняя »