Физические явления » Квазистационарные электромагнитные поля

Сравнение магнитного поля квазистационарного тока с магнитным полем постоянного тока на основе 1 ур. Максвелла

admin — Wed, 05 May 2010 06:23:59 +0000

В соответствии с первым уравнением Максвелла rotH = j+j_см магнитное поле переменного тока образуется совместно током проводимости и током смещения, тогда как при постоянном токе оно образуется только током проводимости rotH = j, поскольку j_см= 0. При переменном токе проводимости ток смещения неизбежен, но вместе с тем могут выполняться такие условия, при которых током смещения можно пренебречь по сравнению с током проводимости.

При подобных условиях магнитное поле переменного тока определяется только током проводимости как и в случае постоянного тока. Это непосредственно следует из первого уравнения Максвелла

Таким образом, если магнитное поле переменного тока подчиняется таким же законам как и постоянного тока, то оно квазистационарно. Квазистационарное приближение имеет важное прикладное значение. Оно существенно упрощает расчет магнитных полей переменных токов путем прямого использования технологии расчета полей постоянного тока, но только при условии, когда током смещения можно пренебречь.
—————————–
Спонсоры дня:
Высококачественные знаки дорожные в ассортименте от производственной компании «Технология». На Ваш выбор предоставляется множество дорожных знаков любых размеров и форм, согласно ГОСТ РФ. При производстве знаков используются только самые современные светоотражающие материалы. Возможно изготовление знаков и по индивидуальным проектам. Помимо дорожных знаков, компания предлагает также и средства для их размещения и установки: опоры, подставки, кронштейны и прочее оборудование.
——
Отличные смесители для ванной комнаты в надёжном интернет-магазине supertehnika.com.ua. Вам на выбор предоставляется более 150 моделей различных смесителей от ведущих производителей. есть модели как с душем, так и без него. Всю интересующую Вас информацию о каком-либо конкретном смесителе для ванной Вы можете получить у квалифицированных менеджеров магазина.

Условия доминирования переменного тока проводимости в различных средах

admin — Mon, 22 Mar 2010 00:00:35 +0000

В нестационарных условиях различные среды проявляют себя как проводники и как диэлектрики одновременно. Эти двойные свойства среды проявляются в том, что под действием переменного электрического поля в среде возбуждается два тока различной физической природы – ток проводимости и ток смещения. Первый из них выражает проводниковые свойства среды и связан с движением в ней свободных зарядов, тогда как второй выражает ее диэлектрические свойства и определяется частично изменениями электрического поля и частично периодическими смещениями связанных несвободных зарядов. Оба тока осциллируют несинфазно но с одинаковой частотой, при этом проводниковые свойства среды от частоты зависят слабо, тогда как диэлектрические свойства среды проявляют сильную зависимость от частоты. По этой причине, варьируя частотой, можно создать такие условия, при которых проводниковые свойства среды будут преобладать над диэлектрическими, обеспечивая тем самым доминирование тока проводимости над током смещения. Как показывают соответствующие выкладки, это возможно только при сильном неравенстве:

где Ε означает диэлектрическую проницаемость среды, а σ – ее удельную электропроводность. По своей удельной электропроводности металлы превосходят полупроводники примерно на 10 порядков, а диэлектрики – на 20 порядков. Отсюда следует, что предельная частота ω, до которой в среде доминирует ток проводимости будет существенно различной для диэлектриков, полупроводников и металлов. Для диэлектриков эта частота близка к нулю, для полупроводников она тоже незначительна и только у металлов ток проводимости доминирует практически при любых частотах, вплоть до предельно высоких. Конкретные значения предельных частот находятся из физического анализа приведенного выше сильного неравенства.
—————————-
Сегодняшний спонсор: Свежие идеи малого бизнеса от промышленной группы «СТАТИКО«. Компания занимается разработкой и последующей продажей оборудования для малого бизнеса. Грамотные идеи профессионалов позволят начать свой бизнес с минимальными капиталовложениями. «Статико» предлагает идеи по переработке вторсырья, что значительно позволит снизить расход на вывоз мусора, а также при желании позволит на этом заработать. В каталоге оборудования Вы найдёте: пакетировочные прессы для ТБО, мусора, макулатуры, отходов, вторсырья и т.п; промышленные измельчители для отходов, а также промышленные шредеры. На весь спектр оборудования распространяется долгая гарантия производителя.

Пространственные границы квазистационарного магнитного поля переменного тока

admin — Sun, 21 Mar 2010 23:43:29 +0000

Магнитное поле вокруг прямого длинного тонкого металлического токопровода выражается одинаковыми формулами как для переменного, так и для постоянного тока

Обе формулы вытекают из первого упрощенного уравнения Максвелла и свидетельствует о том, что магнитное поле переменного тока является квазистационарным.

Принципиальная особенность состоит в том, что в случае постоянного тока формула остается в силе при изменении расстояния r от токопровода до бесконечности, тогда как для переменного тока формула верна лишь до некоторого ограниченного расстояния r = r₀, за пределами которого формула теряет силу из-за нарушения синфазности. Изменение поля вблизи переменного тока передается в дальние точки пространства со скоростью света и поступает туда с некоторым запаздыванием. Магнитное поле остается синфазным по всей области, где время запаздывания τ существенно меньше периода колебаний переменного тока Т и где выполняются сильные неравенства

Если условию принять что в этих неравенствах левая часть неравенства составляет не более 1% от правой части, то при частотах переменного тока 50, 10⁶, 10⁹Гц, расстояние r₀ будет составлять соответственно 60км, 3 м и 3 мм. Таким образом, высокочастотный переменный ток образует синфазное поле лишь в ближайшей окрестности вокруг самого тока. В случае же низкочастотного переменного тока синфазное магнитное поле простирается вокруг тока на значительное расстояния.
————————-
Спонсор дня: Заработок в интернете на партнёрских программах от http://partner-dating.ru/. Вам предоставляется две партнёрки: одна с оплатой по кликам, а вторая – сайт знакомств. Причём не обязательно даже покупать себе хостинг, можно разместить сайт на серверах партнёрской программы!

Квазистационарный переменный ток

admin — Thu, 04 Mar 2010 06:13:04 +0000

Возбуждение электрического тока в проводниках электрической цепи распространяется со скоростью света и это создаёт иллюзию о том, что в удалённых точках цепи ток появляется мгновенно без запаздывания. В действительности эффект запаздывания всегда есть и вопрос сводится к тому, при каких условиях запаздывание можно не учитывать. В случае переменного тока временем запаздывания τ можно пренебречь только при условии, что оно намного меньше периода колебаний тока Τ, т.е., когда

При таком условии с достаточным приближением можно считать, что по всей цепи, протяженностью x₀ , переменный ток всюду изменяется синфазно. Такой ток считается квазистационарным и он возможен только при размерах цепи не более x_o. Когда линейные размеры цепи меньше x_о, то переменный ток в такой цепи может считаться заведомо квазистационарным на всех её участках.

Если условно принять, что в сильном неравенстве τ<<Τ время запаздывания τ составляет не более 1% от Τ, то при частотах переменного тока 50, 10⁶и 10⁹ Гц, х_о будет составлять соответственно 60 км, 3 м и 3 мм. Таким образом в электрических цепях с линейными размерами к примеру в 100м переменный ток частотой 10⁶Гц не может быть квазистационарным, тогда как ток промышленной частоты в 50 Гц в такой цепи заведомо квазистационарен. При линейных размерах цепи в 1м переменные токи в ней будут оставаться квазистационарными вплоть до частот порядка 10⁶Гц.
————————–
Сегодняшние спонсоры:
Качественные и доступные устройства для чтения электронных книг предлагает магазин elbook-shop.ru. В магазине очень большой ассортимент современных устройств для чтения книг от ведущих производителей.
—
Увлекательные браузерные игры. Иногда хочется ненадолго оторваться от работы и расслабиться, поиграв в какую-нибудь игрушку. На сайте PlayBrowser.Net можно найти очень много таких игрушек. Огромный выбор браузерных игр, отсортированных по жанрам.
—
Кстати спешу Вас обрадовать, что крупная развивающаяся социальная сеть vsetke.ru теперь есть и в твиттере – http://twitter.com/Vsetke_ru. Заходите в свой твиттер и следите за последними новостями социальной сети.

Система уравнений Максвелла в квазистационарном приближении

admin — Tue, 02 Mar 2010 13:47:32 +0000

При теоретической трактовке нестационарных электромагнитных явлений в квазистационарном приближении упрощается из четырех уравнений Максвелла только первое из них, в котором вместо rotH = j + j см принимается rotH = j. Это возможно лишь в тех случаях, когда ток смещения не имеет существенного значения.