Sách điện từ/Trường Điện từ

Định luật Điện từ

Định luật Gauss

Định luật Gauss cho biết cách tính mật độ trường điện từ

ΨE = EA = $\oint _{S}\mathbf {E} \cdot d\mathbf {A} ={1 \over \epsilon _{o}}\int _{V}\rho \ dV={\frac {Q_{A}}{\epsilon _{o}}}$
ΨB = BA = $\oint _{S}\mathbf {B} \cdot d\mathbf {s} =\mu _{0}I_{\mathrm {enc} }$

Với

$\Phi$ là thông lượng điện,

$\mathbf {E}$ là điện trường,

$d\mathbf {A}$ là diện tích của một hình vuông vi phân trên mặt đóng S,

$Q_{\mathrm {A} }$ là điện tích được bao bởi mặt đó,

$\rho$ là mật độ điện tích tại một điểm trong

$V$, $\epsilon _{o}$ là hằng số điện của không gian tự do và $\oint _{S}$ là tích phân trên mặt S bao phủ thể tích V.

Từ trên

$Q=\epsilon EA=DA$

$D=\epsilon E={\frac {Q}{A}}$

$E={\frac {D}{\epsilon }}={\frac {Q}{\epsilon A}}$

$\epsilon ={\frac {D}{E}}={\frac {Q}{E}}$

$I={\frac {BA}{\mu }}=HA$

$B={\frac {\mu I}{A}}=LI$

$H={\frac {B}{\mu }}={\frac {I}{A}}$

$\mu ={\frac {BA}{I}}={\frac {B}{H}}$

$D=H$

$\epsilon E={\frac {B}{\mu }}$

${\sqrt {\frac {1}{\mu \epsilon }}}={\sqrt {\frac {E}{B}}}$

$C^{2}={\frac {E}{B}}$

$E=C^{2}B$

$B={\frac {1}{C^{2}}}E$

Định luật Ampere

Cho biết cách tính cường độ từ cảm của dẩn điện

$B={\frac {\mu }{A}}i=Li$

Cho biết cách tính cường độ từ nhiểm của từ vật

$H={\frac {B}{\mu }}$

Định luật Lentz

Cho biết cách tính cường độ từ cảm ứng của dẩn điện

$+\phi _{B}=B=Li$
$-\phi _{B}=-NB=-NLi$

Định luật Faraday

Cho biết cách tính cường độ điện từ cảm ứng của dẩn điện

$-\epsilon =-\int Edl=-{\frac {d\phi _{B}}{dt}}$

Với cuộn từ có N vòng tròn từ

$-\epsilon =-{\frac {d\phi _{B}}{dt}}=-NL{\frac {di}{dt}}$

$+\epsilon =-{\frac {d\phi _{B}}{dt}}=+L{\frac {di}{dt}}$

Định luật Maxwell-Ampere

$\oint _{C}\mathbf {H} \cdot \mathrm {d} \mathbf {l} =\iint _{S}\mathbf {J} \cdot \mathrm {d} \mathbf {A} +{\mathrm {d}  \over \mathrm {d} t}\iint _{S}\mathbf {D} \cdot \mathrm {d} \mathbf {A}$
$\oint _{S}\mathbf {B} \cdot d\mathbf {s} =\mu _{0}I_{\mathrm {enc} }+{\frac {d\mathbf {\Phi _{E}} }{dt}}$

Phươg trình Trường Điện từ

Phương trình Điện từ nhiểm Maxwell

Các phương trình Maxwell bao gồm bốn phương trình, đề ra bởi James Clerk Maxwell, dùng để mô tả trường điện từ cũng như những tương tác của chúng đối với vật chất.

Bốn phương trình Maxwell mô tả lần lượt:

• Điện tích tạo ra điện trường như thế nào (định luật Gauss).
• Sự không tồn tại của vật chất từ tích.
• Dòng điện tạo ra từ trường như thế nào (định luật Ampere).
• Và từ trường tạo ra điện trường như thế nào (định luật cảm ứng Faraday)

Tên	Dạng phương trình vi phân	Dạng tích phân
Định luật Gauss:	$\nabla \cdot \mathbf {D} =\rho$	$\oint _{S}\mathbf {D} \cdot d\mathbf {A} =\int _{V}\rho dV$
Đinh luật Gauss cho từ trường (sự không tồn tại của từ tích):	$\nabla \cdot \mathbf {B} =0$	$\oint _{S}\mathbf {B} \cdot d\mathbf {A} =0$
Định luật Faraday cho từ trường:	$\nabla \times \mathbf {E} =-{\frac {\partial \mathbf {B} }{\partial t}}$	$\oint _{C}\mathbf {E} \cdot d\mathbf {l} =-\ {d \over dt}\int _{S}\mathbf {B} \cdot d\mathbf {A}$
Định luật Ampere (với sự bổ sung của Maxwell):	$\nabla \times \mathbf {H} =\mathbf {J} +{\frac {\partial \mathbf {D} }{\partial t}}$	$\oint _{C}\mathbf {H} \cdot d\mathbf {l} =\int _{S}\mathbf {J} \cdot d\mathbf {A} +{d \over dt}\int _{S}\mathbf {D} \cdot d\mathbf {A}$

Phương trình và hàm số Sóng Điện từ Laplace

Phương trình Vector trường điện từ

$\nabla \cdot \mathbf {E} =0$

$\nabla \times \mathbf {E} =-{\frac {1}{T}}\mathbf {E}$

$\nabla \cdot \mathbf {B} =0$

$\nabla \times \mathbf {B} =-{\frac {1}{T}}\mathbf {E}$

$T=\mu \epsilon$

Ứng dụng

Phương trình và Hàm số Sóng Điện từ

Dùng phép toán

$\nabla (\nabla \times E)=\nabla (-{\frac {1}{T}}E)=\nabla ^{2}E$

$\nabla (\nabla \times B)=\nabla (-{\frac {1}{T}}B)=\nabla ^{2}B$

Phương trình hàm số Sóng Điện từ

Phương trình Sóng Điện từ

$\nabla ^{2}E=-\beta \mathbf {E}$

$\nabla ^{2}B=-\beta \mathbf {E}$

Hàm số Sóng Điện từ

$E=Asin\omega t$

$B=Asin\omega t$

$\omega ={\sqrt {\beta }}={\sqrt {\frac {1}{T}}}={\sqrt {\frac {1}{\mu \epsilon }}}=C=\lambda f$