ВУЗ:
Рубрика:
21
или
.
igradU
ω
=
−
EA
(1.2.15)
Из выражений (1.2.13)-(1.2.14) видно, что векторный и скалярный потенциалы
определяются не однозначно. В частности, вектор-потенциал определен с
точностью до градиента скалярной функции
ϕ
, так как
(
)
rot grad rot
ϕ
+=
AA
.
Произвольной функцией
ϕ
пользуются для определения связи между A и U
таким образом, чтобы уравнения для компонент векторного потенциала были
наиболее простыми. Эту связь обычно устанавливают в следующем виде
(
условие калибровки потенциалов, условие Лоренца) [Дмитриев, 1977]:
1
2
i
Udiv div
k
ω
µσ
==−AA
.
(1.2.16)
С учетом (1.2.16) вектор
E может быть выражен только через A :
1
2
i
grad div
k
ω
=
−
E
AA
.
(1.2.17)
Покажем, что при такой связи между потенциалами в однородной среде вектор-
потенциал будет удовлетворять уравнению Гельмгольца.
После подстановки (1.2.13) и (1.2.15) в первое уравнение Максвелла
получим дифференциальной уравнение для вектора
A в следующем виде.
22
1
1
2
kk
rot rot grad div
s
k
µ
µµ
−
+
+=
AAAj
. (1.2.18)
В однородной среде
(
)
2
rot rot grad div k
s
µ
++=AAAj
.
Но
(
)
rot rot grad div
=
−∆AAA
,
поэтому приходим к неоднородному уравнению Гельмгольца
2
k
s
µ
∆− =AAj
. (1.2.18
0
)
На поверхностях разрыва функций
k и
µ
должны выполняться условия
сопряжения для вектор-потенциала, обеспечивающие непрерывность
тангенциальных составляющих векторов
E и H. Из формулы (1.2.17) следует,
что для обеспечения непрерывности напряженности электрического поля
E
τ
достаточно потребовать непрерывности тангенциальных составляющих
векторов. Этого можно достигнуть, если потребовать выполнения следующих
условий:
или
E = iω A − grad U . (1.2.15)
Из выражений (1.2.13)-(1.2.14) видно, что векторный и скалярный потенциалы
определяются не однозначно. В частности, вектор-потенциал определен с
точностью до градиента скалярной функции ϕ, так как
( )
rot A + grad ϕ = rot A .
Произвольной функцией ϕ пользуются для определения связи между A и U
таким образом, чтобы уравнения для компонент векторного потенциала были
наиболее простыми. Эту связь обычно устанавливают в следующем виде
(условие калибровки потенциалов, условие Лоренца) [Дмитриев, 1977]:
iω 1
U= divA = − divA . (1.2.16)
2 µσ
k
С учетом (1.2.16) вектор E может быть выражен только через A :
E = iω A − grad
1
divA . (1.2.17)
2
k
Покажем, что при такой связи между потенциалами в однородной среде вектор-
потенциал будет удовлетворять уравнению Гельмгольца.
После подстановки (1.2.13) и (1.2.15) в первое уравнение Максвелла
получим дифференциальной уравнение для вектора A в следующем виде.
2
−1 k 1 k2
rot µ rot A + grad divA + A=j . (1.2.18)
µ
2 s
k µ
В однородной среде
( )
rot rot A + grad divA + k 2 A = µ j .
s
Но
(
rot rot A = grad divA − ∆A ,)
поэтому приходим к неоднородному уравнению Гельмгольца
∆ A − k 2A = µ j . (1.2.180)
s
На поверхностях разрыва функций k и µ должны выполняться условия
сопряжения для вектор-потенциала, обеспечивающие непрерывность
тангенциальных составляющих векторов E и H. Из формулы (1.2.17) следует,
что для обеспечения непрерывности напряженности электрического поля Eτ
достаточно потребовать непрерывности тангенциальных составляющих
векторов. Этого можно достигнуть, если потребовать выполнения следующих
условий:
21
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- …
- следующая ›
- последняя »
