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 »