Конспекты лекций по электродинамике. Розман Г.А. - 57 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

57
Òàê êàê áåðåì ïî ìîäóëþ, òî ìíèìîñòü óáèðàåì. Ðàññìîòðèì
êîíêðåòíûé ïðèìåð: ìåäíûé ïðîâîäíèê
ε
= 1,
ì
Ô
/
10
12
0
ε
,
)/(110
7
ìÎì
ñì
σ
.
Ðàññìîòðèì ñëó÷àé, êîãäà
Ãö
10
10
=
ω
(ëåãêî ïîêàçàòü, ÷òî ýòî
îòíîñèòñÿ ê îáëàñòè âîëí â ìåòðîâîì äèàïàçîíå).
Òîãäà êðèòåðèé êâàçèñòàöèîíàðíîñòè ïðèíèìàåò çíà÷åíèå:
j
t
D
r
r
110
)/(110
/110/101
9
7
1012
〈〈=
ìÎì
cìÔ
, ñëåäîâàòåëüíî, óñëîâèå
êâàçèñòàöèîíàðíîñòè âûïîëíÿåòñÿ î÷åíü õîðîøî ïðàêòè÷åñêè äëÿ âñåãî
ðàäèîäèàïàçîíà âîëí.
Ïðîâåðèì ðàçìåðíîñòü(íàèìåíîâàíèå) íàøåãî êðèòåðèÿ:
1==
==
Â
Â
èëè
Îì
Îì
ñ
Îì
Â
ñÀ
ñ
Îì
Â
Êë
ñ
ÎìÔ
.
§ 1. Çàêîí Îìà äëÿ êâàçèñòàöèîíàðíûõ ïðîöåññîâ
Ðàíåå, ðàññìàòðèâàÿ öåïü ïîñòîÿííîãî òîêà, ìû ïîëó÷èëè
óðàâíåíèå çàêîíà Îìà:
ñòð
IR
εϕϕ
+=
21
ãäå ëåâàÿ ñòîðîíà  ïàäåíèå íàïðÿæåíèå,
ϕ
1
-
ϕ
2
= U íàïðÿæåíèå
èëè ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ.
ñòð
ε
- ñòîðîííÿÿ ÝÄÑ.
Ïðè âûâîäå óðàâíåíèÿ ìû ó÷èòûâàëè, ÷òî âî II óðàâíåíèè äëÿ
ïîñòîÿííûõ òîêîâ ïðàâàÿ ÷àñòü ðàâíà íóëþ. Íî â ðàññìàòðèâàåìîì
ñëó÷àå êâàçèñòàöèîíàðíûõ òîêîâ íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü íàëè÷èå
ÿâëåíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíîé èíäóêöèè (ÝÌÈ).
Äîáàâî÷íàÿ ÝÄÑ îáóñëîâëåíà íå ðàâíîé íóëþ ïðàâîé ÷àñòè II
óðàâíåíèÿ Ìàêñâåëëà:
     Òàê êàê áåðåì ïî ìîäóëþ, òî ìíèìîñòü óáèðàåì. Ðàññìîòðèì
êîíêðåòíûé ïðèìåð: ìåäíûé ïðîâîäíèê                 ε = 1, ε 0 ≅ 10 −12 Ô / ì ,
σ ñì ≈ 10 71 /(Îì ⋅ ì) .
     Ðàññìîòðèì ñëó÷àé, êîãäà     ω = 1010 Ãö (ëåãêî ïîêàçàòü, ÷òî ýòî
îòíîñèòñÿ ê îáëàñòè âîëí â ìåòðîâîì äèàïàçîíå).

     Òîãäà êðèòåðèé êâàçèñòàöèîíàðíîñòè ïðèíèìàåò çíà÷åíèå:
        r
      ∂D
      ∂t 1 ⋅ 1012 Ô / ì ⋅ 10101 / c
       r                            = 10 −9 〈〈1 , ñëåäîâàòåëüíî, óñëîâèå
       j      10 1 /(Îì ⋅ ì)
                 7


êâàçèñòàöèîíàðíîñòè âûïîëíÿåòñÿ î÷åíü õîðîøî ïðàêòè÷åñêè äëÿ âñåãî
ðàäèîäèàïàçîíà âîëí.
     Ïðîâåðèì ðàçìåðíîñòü(íàèìåíîâàíèå) íàøåãî êðèòåðèÿ:


     Ô ⋅ Îì Êë Îì À ⋅ ñ Îì Îì      Â
           =  ⋅  =     ⋅   =    èëè = 1 .
        ñ    Â ñ   Â     ñ   Îì    Â


      § 1. Çàêîí Îìà äëÿ êâàçèñòàöèîíàðíûõ ïðîöåññîâ

     Ðàíåå, ðàññìàòðèâàÿ öåïü ïîñòîÿííîãî òîêà, ìû ïîëó÷èëè
óðàâíåíèå çàêîíà Îìà:
                           IR = ϕ 1 − ϕ 2 + ε ñòð
     ãäå ëåâàÿ ñòîðîíà – ïàäåíèå íàïðÿæåíèå, ϕ 1 - ϕ 2 = U íàïðÿæåíèå
èëè ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ.   ε ñòð - ñòîðîííÿÿ ÝÄÑ.
     Ïðè âûâîäå óðàâíåíèÿ ìû ó÷èòûâàëè, ÷òî âî II óðàâíåíèè äëÿ
ïîñòîÿííûõ òîêîâ ïðàâàÿ ÷àñòü ðàâíà íóëþ. Íî â ðàññìàòðèâàåìîì
ñëó÷àå êâàçèñòàöèîíàðíûõ òîêîâ íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü íàëè÷èå
ÿâëåíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíîé èíäóêöèè (ÝÌÈ).
     Äîáàâî÷íàÿ ÝÄÑ îáóñëîâëåíà íå ðàâíîé íóëþ ïðàâîé ÷àñòè II
óðàâíåíèÿ Ìàêñâåëëà:

                                    57