Bài giảng trường điện từ chương 3 lương hữu tuấn

Trường điện từ ª Chương : Khái niệm & phtrình TĐT ª Chương : Trường điện tónh ª Chương : TĐT dừng Chương : Trường điện từ dừng Khái niệm Trường điện dừng Trường từ dừng Trường từ dừng trục mang dòng Hỗ cảm Năng lượng trường từ Lực từ Một số ví dụ Khái niệm ª Đònh nghóa :  t  ª TĐT dòng điện không đổi TĐ dừng TT dừng rotE  divD   E1t  E2t  D1n  D2n   D  E rotH  J divB  H1t  H 2t  J s B1n  B2 n  B  H divJ  J1n  J 2n  J E Chương : Trường điện từ dừng Khái niệm Trường điện dừng 2.1 Tính chất & đònh luật mạch ª Tính chất ª Đònh luật mạch 2.2 Sự tương tự TĐd & TĐt 2.3 Điện trở cách điện ª Tính chất °TĐd trường : rotE  °Trường nguồn J   ( E  Es ) ° vật dẫn đồng : …  = ° vật dẫn gần đẳng En Et Ôn tập C2 : - pp ảnh điện + phân cách phẳng    : đối xứng, -q + phân cách cầu    : b  a D , Q '  Qa D + phân cách phẳng 1  2 : q1  11 22 q, q2  122 q C3 : - tổng quan : + TĐT dòng điện không đổi + TĐ dừng : divJ  - TĐd : + tính chất : thế, nguồn,   0, j  const ª Đònh luật mạch °Đònh luật Kirchhoff : divJ   n  S JdS  I 0 k 1 k °Đònh luật Kirchhoff : rotE   m  C Edl  Uk  k 1 °Đònh luật Ohm : E  Es  1 J … U + E  RI dR  1 dl S Chương : Trường điện từ dừng Khái niệm Trường điện dừng 2.1 Tính chất & đònh luật mạch 2.2 Sự tương tự TĐd & TĐt 2.3 Điện trở cách điện 2.2 Sự tương tự TĐ dừng & TĐ tónh ª Miền không chứa điện tích ª Tương tự phương trình TĐ tónh : rotE  0, E   gradj , q   DdS , D   E, divD  TĐ dừng : rotE  0, E   gradj , I  JdS , J   E, divJ    E , j , q, D,  , C ,   E , j , I , J ,  , G, ª Nhận xét : °dùng kết quả, phương pháp TĐt cho TĐd °dùng mô hình TĐd cho TĐt ª Ví dụ : C  dS  G  dS  C  G  R 2.3 Điện trở cách điện ª ª ª ª Thực tế :    điện áp U sinh dòng rò I Điện trở cách điện : Rcđ = U/I Điện dẫn rò : G = 1/Rcđ Ví dụ : Rcđ ? TĐt : E  E I q i 2 rL r i 2 rL r R2 U   Edr  R1 Rcd  UI  R2 ln 2 L R1 I R2 ln 2 L R1 10 Bài tập ª Ngày nộp : đầu tuần sau ª Bài tập nhà (bắt buộc) : 6.12.1, 6.20, 6.22, 6.51 ª Bài tập lớp (khuyến khích) : 6.7 (xem 6.1), 6.14, 6.18, 6.38, 6.41 32 Ôn tập J  : jm J : B  rotA, divA  0, A   J  JdV A  4 V r (đồng nhất) m   BdS   Adl S C  JdV  r (đồng nhất) B  4 V r Trục mang dòng : j ,  ,  ,  ,  A, I , 1 , J , Điện cảm : Lij  ij I j (i: vòng, j: dòng) 33 Chương : Trường điện từ dừng Khái niệm Trường điện dừng Trường từ dừng Trường từ dừng trục mang điện Hỗ cảm Năng lượng trường từ 6.1 tính theo vectơ cảm ứng từ & vectơ cđộ TT Wm  12  BHdV  12   H dV V V (J ) 6.2 tính theo vectơ & vectơ mđộ dòng điện 6.3 NLTT hệ dòng điện dây 34 6.2 tính theo vectơ & vectơ mđộ dòng điện Giả sử dòng điện mặt Wm   B.H dV V 1 Wm   A  H dS   A.JdV S V ( Divergence & I )  A  H dS  S Wm   A.JdV VJ (J ) Nhận xét 35 6.3 NLTT hệ dòng điện dây ª hệ n dòng điện dây : I1, …, In, 1, , n 1 n n Wm   A.JdV    A.JdV    AI k dl VJ k 1 Vk k 1 Ck n Wm   I k  k k 1 (J ) ª n = : Wm  I   LI 2 L   I  2Wm I Ltr  2Wmtr I , Lng  2Wmng I ª n = : Wm  12 I11  12 I 22  12 I1 ( L1I1  MI )  12 I (MI1  L2 I ) Wm  12 L1I12  12 L2 I 22  MI1I 36 Chương : Trường điện từ dừng Khái niệm Trường điện dừng Trường từ dừng Trường từ dừng trục mang điện Hỗ cảm Năng lượng trường từ Lực từ 7.1 Lực Lorentz 7.2 tính theo biểu thức lượng 37 7.1 Lực Lorentz ª điện tích điểm : F  q.v  B ª yếu tố dòng điện dây: dF  Idl  B F   Idl  B 38 7.2 tính theo biểu thức lượng (1) ª Hệ n dòng điện dây : I1, …, In, 1, , n ª Phương pháp dòch chuyển ảo Công nguồn ‘thực sự’ cung cấp dAng: n dAng   I k d  k k 1 Đluật btoàn & ch.hóa nlượng n  I d k 1 k k  FdX  dWm F : lực suy rộng X : tọa độ suy rộng … dAng = dAcơ + dWm (pt cân động) (lực, momen, áp suất, …) (cdài, góc, thể tích, …) 39 7.2 tính theo biểu thức lượng (2) n  I d k 1 k k  FdX  dWm ª Các trường hợp đặc biệt : ° Quá trình đẳng dòng FdX  dWm  12 dAng (ptcbđ) W F  ( Xm ) I const Nhận xét : ° Quá trình đẳng từ thông FdX  dWm (ptcbđ) W F  ( Xm )const Nhận xét : ° Nhận xét chung 40 7.2 tính theo biểu thức lượng (3) Cho biết trường từ không đổi tồn bên cdây Quá trình đẳng dòng : Wm  12 0 H a2 S (la  l )  12 0 ( H a  Hb )2 Sl  12 0 Hb2 S (lb  l ) F dWm dl  0 H a H b S 41 Chương : Trường điện từ dừng Khái niệm Trường điện dừng Trường từ dừng Trường từ dừng trục mang điện Hỗ cảm Năng lượng trường từ Lực từ Một số ví dụ 8.1 Phương pháp xếp chồng 8.2 Phương pháp dùng đònh luật Ampère 42 8.1 Phương pháp xếp chồng B( P)? Do đối xứng : B  B( z )iz I B 4  C dl  R R3 B  dB.cos  C B  Ia 2 (z  a ) I 4 iz  C Rdl I cos   a 3 R 2R (T ) ª cách khác : dl  dl.i , R  air  ziz 43 8.2 Phương pháp dùng đònh luật Ampère (1) r   ª đối xứng trụ : H  H (r )i    H || dl   H  const   * * H d l  I  H  r  I  C 44 8.2 Phương pháp dùng đònh luật Ampère (2)   Chọn htđ T hình vẽ, đx : H  H (r )i Áp dụng đl Ampère miền (r > a) : H1.2 r  I H1  I 2 r i I miền (r < a) : H 2 r   r a Ir H2  i  2 a 45 Tóm tắt chương Khái niệm Trường điện dừng Trường từ dừng Trường từ dừng trục mang dòng Hỗ cảm Năng lượng trường từ Lực từ Một số ví dụ 46 [...]... 6 .38 , 6.41 32 Ôn tập J  0 : jm J : B  rotA, divA  0, A   J  JdV A  4 V r (đồng nhất) m   BdS   Adl S C  JdV  r (đồng nhất) B  3 4 V r Trục mang dòng : j ,  ,  ,  ,  A, I , 1 , J , Điện cảm : Lij  ij I j (i: vòng, j: dòng) 33 Chương 3 : Trường điện từ dừng 1 Khái niệm 2 Trường điện dừng 3 Trường từ dừng 4 Trường từ dừng của trục mang điện 5 Hỗ cảm 6 Năng lượng trường từ. .. mang điện : A, J , 1 , I , L1 , trục mang dòng : ª ví dụ : j  2 ln Cr °trục mang điện  : trục mang dòng I : A  2I ln Cr °2 trục mang điện ± : j  2 ln rr 2 trục mang dòng ± I : A  2I ln rr °Ảnh điện 1     , 2   2  0     I1  1 2 1 2 2  1 1  2 2 1 I , I2  2 2 1 1  2 I 27 Chương 3 : Trường điện từ dừng 1 Khái niệm 2 Trường điện dừng 3 Trường từ dừng 4 Trường. .. °thông số chính : + E , B; J ,  ; D, H + 3 phương trình liên hệ °ĐKB : chiếu, n ª C2 : ° điện dung ° điện tích liên kết ° lực Coulomb ª C3 : tương tự (  , q  I) 13 Công thức dl  h1du1i1  D: T: C: dS1  h2 h3du2 du3i1 , dV  h1h2 h3du1du2 du3 1 j h1 u1 i1   ( h2 h3 A1 ) 1 h1h2 h3 u1 h1 1 1 1 h2 1 r r h3 1 1 rsinq gradj  divA  rotA  [ 1 h1h2 h3  ] h1i1  u1 h1 A1 j  div( gradj )... về điện : D.S  q* S = 4r2 D.St  q* St = 2r.L D.Sđ = q* Sđ = Sđ1 + Sđ2 = 2S0 Ảnh điện + phân cách phẳng    : đối xứng, -q + phân cách cầu    : b  a 2 D , Q '  Qa D + phân cách phẳng 1  2 : q1  11 22 q, q2  122 2 q divJ  0 Tính chất : thế, nguồn,   0, j  const Tương tự (  , q  I) R  1 G  UI 18 Chương 3 : Trường điện từ dừng 1 Khái niệm 2 Trường điện dừng 3 Trường từ. .. ứng từ & vectơ cđộ TT Wm  12  BHdV  12   H 2 dV V V (J ) 6.2 tính theo thế vectơ & vectơ mđộ dòng điện 6 .3 NLTT của hệ dòng điện dây 34 6.2 tính theo thế vectơ & vectơ mđộ dòng điện Giả sử không có dòng điện mặt 1 Wm   B.H dV 2 V 1 1 Wm   A  H dS   A.JdV 2 S 2 V ( Divergence & I )  A  H dS  0 S 1 Wm   A.JdV 2 VJ (J ) Nhận xét 35 6 .3 NLTT của hệ dòng điện dây ª hệ n dòng điện. .. Dòng điện dây JdV  JSdl  Idl A  4  dA   I 4 I r C  J V r dV dl dl ª Điều kiện biên : divA  0  A1n  A2n  0 22 3. 4 Từ thông tính theo thế vectơ  m   BdS   rotAdS S m   Adl S (Stokes) C 23 3.5 Đònh luật Biot-Savart  Idl  dl B  rotA  rot (  ) I  rot ( ) (hvtt ) 4 C r 4 C r dl 1 1 r rot ( )  rot (dl )  grad ( )  dl   3  dl r r r r  I dl  r B 4 C r 3 24 Chương 3 : Trường. .. B  rotA  rot (  ) I  rot ( ) (hvtt ) 4 C r 4 C r dl 1 1 r rot ( )  rot (dl )  grad ( )  dl   3  dl r r r r  I dl  r B 4 C r 3 24 Chương 3 : Trường điện từ dừng 1 Khái niệm 2 Trường điện dừng 3 Trường từ dừng 4 Trường từ dừng của trục mang dòng 4.1 Phương trình & điều kiện biên 4.2 Sự tương tự giữa TTd & TĐt 25 4.1 Phương trình & điều kiện biên ª Phương trình : trục mang dòng song...  , q  I) R  1 G  UI 18 Chương 3 : Trường điện từ dừng 1 Khái niệm 2 Trường điện dừng 3 Trường từ dừng 3. 1 Khái niệm 3. 2 Khảo sát TTd bằng thế vectơ 3. 3 Phương trình & ĐKB đối với thế vectơ 3. 4 Từ thông tính theo thế vectơ 3. 5 Đònh luật Biot-Savart 19 3. 1 Khái niệm ª TT dừng là TT của dòng điện không đổi : rotH  J J  0 : xoáy J  0 : H   gradj m j m  0 j1m  j 2 m 1 jn1m  2 j1m  ... GHK ª Phần lý thuyết ª Phần bài tập : bỏ °phân bố q và j của hệ thống vật dẫn °phương pháp phân ly biến số ª Khác 11 Phần lý thuyết (bắt buộc) ª C1 : °đònh luật cơ bản °dòng điện dòch °hệ phương trình Maxwell °đònh lý Poynting - năng lượng điện từ °mô hình toán ª C2 : °tính chất thế °phương trình Poisson - Laplace & 3 ĐKB °tính chất của vật dẫn trong TĐt °Năng lượng điện từ : - theo thế - của hệ thống...  0 ª tương tự giữa TTd của miền không dòng & TĐt của miền không điện tích tự do TĐ tónh : E, j ,  , D, TT dừng : H , j m ,  , B, 20 3. 2 Khảo sát TT dừng bằng thế vectơ ª Từ  ( IV )  divB  0   div(rotA)  0 ( gtvt ) Ta có thể đònh nghóa : B  rotA ª Thế vectơ có tính đa trò ª điều kiện phụ để đơn giản hóa phương trình 21 3. 3 Phương trình & ĐKB đối với thế vectơ ª Thiết lập phương trình ( ... 1 , J , Điện cảm : Lij  ij I j (i: vòng, j: dòng) 33 Chương : Trường điện từ dừng Khái niệm Trường điện dừng Trường từ dừng Trường từ dừng trục mang điện Hỗ cảm Năng lượng trường từ 6.1 tính... MI1I 36 Chương : Trường điện từ dừng Khái niệm Trường điện dừng Trường từ dừng Trường từ dừng trục mang điện Hỗ cảm Năng lượng trường từ Lực từ 7.1 Lực Lorentz 7.2 tính theo biểu thức lượng 37 ...  G  UI 18 Chương : Trường điện từ dừng Khái niệm Trường điện dừng Trường từ dừng 3. 1 Khái niệm 3. 2 Khảo sát TTd vectơ 3. 3 Phương trình & ĐKB vectơ 3. 4 Từ thông tính theo vectơ 3. 5 Đònh luật