في أي حالة تلعب الديناميكا الكهربائية دورًا مهمًا؟ الديناميكا الكهربائية، الصيغ

تعريف

تتم دراسة المجالات الكهرومغناطيسية والتفاعلات الكهرومغناطيسية من خلال فرع من فروع الفيزياء يسمى الديناميكا الكهربائية.

تدرس الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية وتصف خصائص المجالات الكهرومغناطيسية. يدرس القوانين التي تتفاعل بها المجالات الكهرومغناطيسية مع الأجسام ذات الشحنة الكهربائية.

المفاهيم الأساسية للديناميكا الكهربائية

أساس الديناميكا الكهربائية للوسط الثابت هو معادلات ماكسويل. تعمل الديناميكا الكهربائية بمفاهيم أساسية مثل المجال الكهرومغناطيسي، والشحنة الكهربائية، والإمكانات الكهرومغناطيسية، وناقل بوينتنج.

المجال الكهرومغناطيسي هو نوع خاص من المادة يظهر عندما يتفاعل جسم مشحون مع جسم آخر. في كثير من الأحيان، عند النظر في المجال الكهرومغناطيسي، يتم التمييز بين مكوناته: المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي. يخلق المجال الكهربائي شحنة كهربائية أو مجالًا مغناطيسيًا متناوبًا. ينشأ المجال المغناطيسي عندما تتحرك شحنة (جسم مشحون) وبوجود مجال كهربائي متغير مع الزمن.

الإمكانات الكهرومغناطيسية هي كمية فيزيائية تحدد توزيع المجال الكهرومغناطيسي في الفضاء.

تنقسم الديناميكا الكهربائية إلى: كهرباء ساكنة. الاستاتيكا المغناطيسية. الديناميكا الكهربائية للاستمرارية. الديناميكا الكهربائية النسبية.

ناقل Poynting (ناقل Umov-Poynting) هو كمية فيزيائية تمثل ناقل كثافة تدفق الطاقة للمجال الكهرومغناطيسي. حجم هذا المتجه يساوي الطاقة التي يتم نقلها لكل وحدة زمنية عبر مساحة سطح الوحدة المتعامدة مع اتجاه انتشار الطاقة الكهرومغناطيسية.

تشكل الديناميكا الكهربائية الأساس لدراسة وتطوير البصريات (كفرع من العلوم) وفيزياء موجات الراديو. هذا الفرع من العلوم هو الأساس لهندسة الراديو والهندسة الكهربائية.

تستخدم الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية، عند وصف خصائص المجالات الكهرومغناطيسية ومبادئ تفاعلها، نظام معادلات ماكسويل (في أشكال تكاملية أو تفاضلية)، مكملاً إياه بنظام معادلات المواد والحدود والشروط الأولية.

معادلات ماكسويل الهيكلية

نظام معادلات ماكسويل له نفس المعنى في الديناميكا الكهربائية مثل قوانين نيوتن في الميكانيكا الكلاسيكية. تم الحصول على معادلات ماكسويل نتيجة لتعميم العديد من البيانات التجريبية. وتتميز معادلات ماكسويل البنيوية بكتابتها في صورة تكاملية أو تفاضلية، ومعادلات المواد التي تربط المتجهات بالمعلمات التي تميز الخواص الكهربائية والمغناطيسية للمادة.

معادلات ماكسويل الهيكلية في شكل متكامل (في نظام SI):

أين هو متجه قوة المجال المغناطيسي؟ هو ناقل كثافة التيار الكهربائي؛ - ناقل الإزاحة الكهربائية. المعادلة (1) تعكس قانون خلق المجالات المغناطيسية. يحدث المجال المغناطيسي عندما تتحرك شحنة (تيار كهربائي) أو عندما يتغير المجال الكهربائي. هذه المعادلة هي تعميم لقانون بيوت-سافارت-لابلاس. المعادلة (1) تسمى نظرية دوران المجال المغناطيسي.

أين هو ناقل تحريض المجال المغناطيسي؟ - ناقل شدة المجال الكهربائي؛ L عبارة عن حلقة مغلقة يدور من خلالها متجه شدة المجال الكهربائي. الاسم الآخر للمعادلة (2) هو قانون الحث الكهرومغناطيسي. التعبير (2) يعني أن المجال الكهربائي الدوامي يتولد بسبب مجال مغناطيسي متناوب.

أين الشحنة الكهربائية؟ - كثافة الشحنة. المعادلة (3) تسمى نظرية أوستروجرادسكي-جاوس. الشحنات الكهربائية هي مصادر المجال الكهربائي، وهناك شحنات كهربائية مجانية.

تشير المعادلة (4) إلى أن المجال المغناطيسي هو دوامة. الشحنات المغناطيسية غير موجودة في الطبيعة.

معادلات ماكسويل الهيكلية بالشكل التفاضلي (نظام SI):

أين هو متجه شدة المجال الكهربائي؟ - ناقل الحث المغناطيسي.

أين هو متجه قوة المجال المغناطيسي؟ - ناقل الإزاحة العازلة؛ - ناقل الكثافة الحالية.

أين هي كثافة توزيع الشحنة الكهربائية.

تحدد معادلات ماكسويل الهيكلية في الشكل التفاضلي المجال الكهرومغناطيسي عند أي نقطة في الفضاء. إذا كانت الشحنات والتيارات موزعة بشكل مستمر في الفضاء، فإن الصور التكاملية والتفاضلية لمعادلات ماكسويل متكافئة. ومع ذلك، إذا كانت هناك أسطح متقطعة، فإن الشكل التكاملي لكتابة معادلات ماكسويل يكون أكثر عمومية.

لتحقيق التكافؤ الرياضي للأشكال التكاملية والتفاضلية لمعادلات ماكسويل، يتم استكمال التدوين التفاضلي بشروط حدودية.

ويترتب على معادلات ماكسويل أن المجال المغناطيسي المتناوب يولد مجالا كهربائيا متناوبا والعكس صحيح، أي أن هذه المجالات لا تنفصل وتشكل مجالا كهرومغناطيسيا واحدا. يمكن أن تكون مصادر المجال الكهربائي إما شحنات كهربائية أو مجال مغناطيسي متغير بمرور الوقت. يتم إثارة المجالات المغناطيسية عن طريق تحريك الشحنات الكهربائية (التيارات) أو المجالات الكهربائية المتناوبة. معادلات ماكسويل ليست متماثلة فيما يتعلق بالمجالات الكهربائية والمغناطيسية. ويحدث هذا بسبب وجود الشحنات الكهربائية، ولكن الشحنات المغناطيسية غير موجودة.

المعادلات المادية

يتم استكمال نظام المعادلات الهيكلية لماكسويل بمعادلات مادية تعكس علاقة المتجهات بالمعلمات التي تميز الخواص الكهربائية والمغناطيسية للمادة.

حيث هو ثابت العزل الكهربائي النسبي، هو النفاذية المغناطيسية النسبية، هو الموصلية الكهربائية المحددة، هو الثابت الكهربائي، هو الثابت المغناطيسي. يعتبر الوسط في هذه الحالة متناحيًا وغير مغناطيسي وغير متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف.

أمثلة على حل المشكلات

مثال 1

يمارس

اشتق الشكل التفاضلي لمعادلة الاستمرارية من نظام معادلات ماكسويل.

حل

كأساس لحل المشكلة نستخدم المعادلة: أين هي مساحة السطح التعسفي الذي يقع عليه الكفاف المغلق L. من (1.1) لدينا: النظر في كفاف متناهية الصغر، إذن وبما أن السطح مغلق، يمكن إعادة كتابة التعبير (1.2) على النحو التالي: لنكتب معادلة ماكسويل أخرى: دعونا نفرق المعادلة (1.5) بالنسبة للزمن، لدينا: مع الأخذ في الاعتبار التعبير (1.4)، يمكن تقديم المعادلة (1.5) على النحو التالي: لقد حصلنا على معادلة الاستمرارية (1.5) في صورة التكامل. للانتقال إلى الصورة التفاضلية لمعادلة الاستمرارية، دعنا ننتقل إلى النهاية: لقد حصلنا على معادلة الاستمرارية بالشكل التفاضلي:

أساسيات الديناميكا الكهربائية. كهرباء

أساسيات الديناميكا الكهربائية

الديناميكا الكهربائية- علم خواص المجال الكهرومغناطيسي.

حقل كهرومغناطيسي- تحدده حركة وتفاعل الجزيئات المشحونة.

مظهر من مظاهر المجال الكهربائي / المغناطيسي- هذا هو عمل القوى الكهربائية والمغناطيسية:
1) قوى الاحتكاك والقوى المرنة في الكون الكبير؛
2) عمل القوى الكهربائية/المغناطيسية في العالم المصغر (البنية الذرية، اقتران الذرات في الجزيئات،
تحويل الجسيمات الأولية)

اكتشاف المجال الكهربائي/المغناطيسي- ج. ماكسويل.

كهرباء

يدرس فرع الديناميكا الكهربائية الأجسام المشحونة كهربائيًا في حالة الراحة.

الجسيمات الأوليةقد يكون لديك بريد إلكتروني تهمة، ثم يطلق عليهم مشحونة؛
- تتفاعل مع بعضها البعض بقوى تعتمد على المسافة بين الجزيئات،
ولكنها تتجاوز عدة مرات قوى الجاذبية المتبادلة (يسمى هذا التفاعل
الكهرومغناطيسي).

بريد إلكتروني تكلفة- بدني تحدد القيمة شدة التفاعلات الكهربائية/المغناطيسية.
هناك علامتان للشحنات الكهربائية: إيجابية وسلبية.
الجسيمات التي لها شحنات متشابهة تتنافر، والجسيمات التي لها شحنات مختلفة تتجاذب.
البروتون له شحنة موجبة، والإلكترون له شحنة سالبة، والنيوترون متعادل كهربائيا.

تهمة الابتدائية- الحد الأدنى للرسوم التي لا يمكن تقسيمها.
كيف يمكننا تفسير وجود القوى الكهرومغناطيسية في الطبيعة؟
- جميع الأجسام تحتوي على جسيمات مشحونة.
في الحالة الطبيعية للجسم، ش. محايد (لأن الذرة محايدة)، وكهربائي/مغناطيسي. لا تتجلى القوى.

الجسم مشحون، إذا كان بها فائض في الرسوم من أي علامة:
مشحونة سلبا - إذا كان هناك فائض من الإلكترونات؛
مشحونة بشكل إيجابي - إذا كان هناك نقص في الإلكترونات.

كهربة الهيئات- وهذه إحدى طرق الحصول على الأجسام المشحونة عن طريق الاتصال مثلاً).
في هذه الحالة، كلا الجسمين مشحونان، والشحنتان متقابلتان في الإشارة، لكنهما متساويتان في الحجم.

قانون حفظ الشحنة الكهربائية.

في النظام المغلق، يبقى المجموع الجبري لشحنات جميع الجسيمات دون تغيير.
(... ولكن ليس عدد الجسيمات المشحونة، حيث أن هناك تحولات للجسيمات الأولية).

نظام مغلق

نظام من الجسيمات لا تدخل إليه الجسيمات المشحونة من الخارج ولا تخرج منها.

قانون كولوم

القانون الأساسي للكهرباء الساكنة.

إن قوة التفاعل بين جسمين مشحونين ثابتين في الفراغ تتناسب طرديا
حاصل ضرب وحدات الشحن ويتناسب عكسيا مع مربع المسافة بينهما.

متى تعتبر الأجسام أجسامًا نقطية؟ - إذا كانت المسافة بينهما أكبر بعدة مرات من حجم الجسمين.
إذا كان لجسمين شحنات كهربائية، فإنهما يتفاعلان وفقًا لقانون كولوم.

وحدة الشحنة الكهربائية
1 C عبارة عن شحنة تمر عبر المقطع العرضي للموصل خلال ثانية واحدة عند تيار قدره 1 A.
1 C شحنة كبيرة جدًا.
شحنة عنصرية:

الحقل الكهربائي

هناك شحنة كهربائية حولها، ماديا.
الخاصية الرئيسية للمجال الكهربائي: التأثير بالقوة على الشحنة الكهربائية التي تدخل فيه.

المجال الكهروستاتيكي- مجال الشحنة الكهربائية الثابتة لا يتغير مع الزمن.

قوة المجال الكهربائي.- الخصائص الكمية لل. مجالات.
هي نسبة القوة التي يؤثر بها المجال على الشحنة النقطية المدخلة إلى حجم هذه الشحنة.
- لا يعتمد على حجم الشحنة المدخلة بل يميز المجال الكهربائي!

اتجاه ناقل التوتر
يتزامن مع اتجاه القوة المؤثرة على الشحنة الموجبة، ومعاكس لاتجاه القوة المؤثرة على الشحنة السالبة.

قوة مجال شحن النقطة:

حيث q0 هي الشحنة المولدة للمجال الكهربائي.
عند أي نقطة في الحقل، يتم توجيه الشدة دائمًا على طول الخط المستقيم الذي يربط هذه النقطة بـ q0.

القدرة الكهربائية

يميز قدرة اثنين من الموصلات على تجميع الشحنات الكهربائية.
- لا يعتمد على q و U.
- يعتمد على الأبعاد الهندسية للموصلات وشكلها وموضعها النسبي والخواص الكهربائية للوسط بين الموصلات.

وحدات النظام الدولي: (F - فاراد)

المكثفات

جهاز كهربائي يقوم بتخزين الشحنة
(موصلان مفصولان بطبقة عازلة).

حيث d أصغر بكثير من أبعاد الموصل.

التعيين على المخططات الكهربائية:

يتركز المجال الكهربائي بأكمله داخل المكثف.
شحنة المكثف هي القيمة المطلقة لشحنة أحد ألواح المكثف.

أنواع المكثفات:
1. حسب نوع العازل الكهربائي: الهواء، الميكا، السيراميك، التحليل الكهربائي
2. حسب شكل الصفائح: مسطحة، كروية.
3. حسب القدرة: ثابت، متغير (قابل للتعديل).

السعة الكهربائية للمكثف المسطح

حيث S هي مساحة لوحة (طلاء) المكثف
د - المسافة بين اللوحات
eo - ثابت كهربائي
ه - ثابت العزل الكهربائي للعازل

بما في ذلك المكثفات في الدائرة الكهربائية

موازي

تسلسلي

ثم القدرة الكهربائية الإجمالية (C):

عند توصيلها بالتوازي

.

عندما تكون متصلا في سلسلة

اتصالات التيار المتردد

كهرباء- الحركة المنتظمة للجسيمات المشحونة (الإلكترونات أو الأيونات الحرة).
في هذه الحالة، يتم نقل الكهرباء من خلال المقطع العرضي للموصل. الشحنة (أثناء الحركة الحرارية للجسيمات المشحونة، إجمالي الشحنة الكهربائية المنقولة = 0، حيث يتم تعويض الشحنات الموجبة والسالبة).

اتجاه البريد الإلكتروني حاضِر- من المقبول تقليديًا النظر في اتجاه حركة الجزيئات الموجبة الشحنة (من + إلى -).

إجراءات البريد الإلكتروني الحالي (في موصل):

التأثير الحراري للتيار- تسخين الموصل (باستثناء الموصلات الفائقة)؛

التأثير الكيميائي للتيار -يظهر فقط في الإلكتروليتات، حيث يتم إطلاق المواد التي يتكون منها الإلكتروليت على الأقطاب الكهربائية؛

التأثير المغناطيسي للتيار(رئيسي) - لوحظ في جميع الموصلات (انحراف الإبرة المغناطيسية بالقرب من موصل به تيار وتأثير قوة التيار على الموصلات المجاورة من خلال المجال المغناطيسي).

قانون أوم لقسم الدائرة

حيث R هي مقاومة قسم الدائرة. (يمكن أيضًا اعتبار الموصل نفسه جزءًا من الدائرة).

كل موصل له خاصية الجهد الحالي الخاصة به.

مقاومة

الخصائص الكهربائية الأساسية للموصل.
- وفقا لقانون أوم، هذه القيمة ثابتة بالنسبة لموصل معين.

1 أوم هي مقاومة موصل مع فرق الجهد عند طرفيه
عند 1 فولت وقوة التيار فيه 1 أ.

تعتمد المقاومة فقط على خصائص الموصل:

حيث S هي مساحة المقطع العرضي للموصل، l هو طول الموصل،
ro - المقاومة التي تميز خصائص المادة الموصلة.

الدوائر الكهربائية

وهي تتكون من مصدر ومستهلك للتيار الكهربائي وأسلاك ومفتاح.

توصيل سلسلة من الموصلات

أنا - القوة الحالية في الدائرة
U - الجهد في نهايات قسم الدائرة

التوصيل المتوازي للموصلات

أنا - القوة الحالية في قسم غير متفرع من الدائرة
U - الجهد في نهايات قسم الدائرة
R - المقاومة الكلية لقسم الدائرة

تذكر كيفية توصيل أدوات القياس:

مقياس التيار الكهربائي - متصل على التوالي مع الموصل الذي يتم قياس التيار فيه.

الفولتميتر - متصل بالتوازي مع الموصل الذي يتم قياس الجهد عليه.

عملية العاصمة

العمل الحالي- هذا هو عمل المجال الكهربائي لنقل الشحنات الكهربائية على طول الموصل؛

إن الشغل الذي يقوم به التيار على جزء من الدائرة يساوي حاصل ضرب التيار والجهد والوقت الذي تم خلاله تنفيذ العمل.

باستخدام صيغة قانون أوم لقسم من الدائرة، يمكنك كتابة عدة إصدارات من الصيغة لحساب عمل التيار:

حسب قانون حفظ الطاقة :

الشغل يساوي التغير في طاقة جزء من الدائرة، وبالتالي فإن الطاقة المتحررة من الموصل تساوي الشغل الذي يبذله التيار.

في نظام SI:

قانون جول لينز

عندما يمر تيار عبر موصل، يسخن الموصل ويحدث تبادل حراري مع البيئة، أي. يطلق الموصل الحرارة إلى الأجسام المحيطة به.

كمية الحرارة المنبعثة من الموصل الذي يحمل التيار إلى البيئة تساوي منتج مربع شدة التيار ومقاومة الموصل والوقت الذي يمر فيه التيار عبر الموصل.

وفقًا لقانون حفظ الطاقة، فإن كمية الحرارة المنطلقة من الموصل تساوي عدديًا الشغل الذي يبذله التيار الذي يتدفق عبر الموصل خلال نفس الوقت.

في نظام SI:

[س] = 1 ي

طاقة التيار المستمر

نسبة الشغل الذي يبذله التيار خلال الزمن t إلى هذه الفترة الزمنية.

في نظام SI:

ظاهرة الموصلية الفائقة

اكتشاف الموصلية الفائقة في درجات الحرارة المنخفضة:
1911 - العالم الهولندي كامرلينج - أونيس
لوحظ في درجات حرارة منخفضة للغاية (أقل من 25 كلفن) في العديد من المعادن والسبائك؛
عند درجات الحرارة هذه، تصبح مقاومة هذه المواد ضئيلة للغاية.

وفي عام 1957 تم تقديم تفسير نظري لظاهرة الموصلية الفائقة:
كوبر (الولايات المتحدة الأمريكية)، بوجوليوبوف (الاتحاد السوفييتي)

1957 تجربة كولينز: التيار في دائرة مغلقة بدون مصدر تيار لم يتوقف لمدة 2.5 سنة.

في عام 1986، تم اكتشاف الموصلية الفائقة في درجات الحرارة العالية (عند 100 كلفن) (للسيراميك المعدني).

صعوبة تحقيق الموصلية الفائقة:
- الحاجة إلى تبريد قوي للمادة

منطقة التطبيق:
- الحصول على مجالات مغناطيسية قوية؛
- مغناطيسات كهربائية قوية ذات ملفات فائقة التوصيل في المسرعات والمولدات.

حاليا في قطاع الطاقة هناك مشكلة كبيرة
- خسائر كبيرة في الكهرباء أثناء النقللها بالسلك.

حل ممكنمشاكل:
مع الموصلية الفائقة، تكون مقاومة الموصلات حوالي 0
ويتم تقليل خسائر الطاقة بشكل حاد.

المادة ذات أعلى درجة حرارة فائقة التوصيل
وفي عام 1988 في الولايات المتحدة الأمريكية، عند درجة حرارة -148 درجة مئوية، تم الحصول على ظاهرة الموصلية الفائقة. كان الموصل عبارة عن خليط من الثاليوم والكالسيوم والباريوم وأكاسيد النحاس - Tl2Ca2Ba2Cu3Ox.

أشباه الموصلات -

مادة يمكن أن تختلف مقاومتها على مدى واسع وتتناقص بسرعة كبيرة مع زيادة درجة الحرارة، مما يعني أن الموصلية الكهربائية (1/R) تزداد.
- لوحظ في السيليكون والجرمانيوم والسيلينيوم وبعض المركبات.

آلية التوصيلفي أشباه الموصلات

تحتوي بلورات أشباه الموصلات على شبكة بلورية ذرية حيث ترتبط الإلكترونات الخارجية بالذرات المجاورة بواسطة روابط تساهمية.
في درجات الحرارة المنخفضة، لا تحتوي أشباه الموصلات النقية على إلكترونات حرة وتتصرف مثل العازل.

التيار الكهربائي في الفراغ

ما هو الفراغ؟
- هذه هي درجة تخلخل الغاز، حيث لا يوجد عمليا أي تصادم للجزيئات؛

التيار الكهربائي غير ممكن لأن العدد المحتمل من الجزيئات المتأينة لا يمكن أن يوفر التوصيل الكهربائي؛
- من الممكن توليد تيار كهربائي في الفراغ إذا استخدمت مصدرًا للجسيمات المشحونة؛
- يمكن أن يعتمد عمل مصدر الجسيمات المشحونة على ظاهرة الانبعاث الحراري.

انبعاث حراري

- هو انبعاث الإلكترونات من الأجسام الصلبة أو السائلة عند تسخينها إلى درجات حرارة تتوافق مع التوهج المرئي للمعدن الساخن.
يقوم القطب المعدني الساخن بإصدار الإلكترونات بشكل مستمر، مما يشكل سحابة إلكترونية حول نفسه.
في حالة التوازن، يكون عدد الإلكترونات التي غادرت القطب مساويًا لعدد الإلكترونات التي عادت إليه (حيث يصبح القطب مشحونًا بشكل إيجابي عند فقدان الإلكترونات).
كلما ارتفعت درجة حرارة المعدن، زادت كثافة السحابة الإلكترونية.

فراغ ديود

التيار الكهربائي في الفراغ ممكن في الأنابيب المفرغة.
الأنبوب المفرغ هو جهاز يستخدم ظاهرة الانبعاث الحراري.

الصمام الثنائي الفراغي عبارة عن أنبوب إلكتروني ثنائي القطب (A - الأنود و K - الكاثود).
يتم إنشاء ضغط منخفض جدًا داخل الحاوية الزجاجية

ح - فتيل يوضع داخل الكاثود لتسخينه. سطح الكاثود الساخن ينبعث منه الإلكترونات. إذا كان الأنود متصلاً بـ + للمصدر الحالي، وكان الكاثود متصلاً بـ -، فإن الدائرة تتدفق
تيار حراري ثابت. يحتوي الصمام الثنائي الفراغي على موصلية أحادية الاتجاه.
أولئك. يكون التيار في الأنود ممكنًا إذا كان جهد الأنود أعلى من جهد الكاثود. في هذه الحالة، تنجذب الإلكترونات من السحابة الإلكترونية إلى القطب الموجب، مما يؤدي إلى توليد تيار كهربائي في الفراغ.

خاصية الجهد الحالي للصمام الثنائي الفراغي.

عند الفولتية المنخفضة للأنود، لا تصل جميع الإلكترونات المنبعثة من الكاثود إلى الأنود، ويكون التيار الكهربائي صغيرًا. في الفولتية العالية، يصل التيار إلى التشبع، أي. القيمة القصوى.
يستخدم الصمام الثنائي الفراغي لتصحيح التيار المتردد.

التيار عند مدخل مقوم الصمام الثنائي:

المعدل الناتج الحالي:

الحزم الإلكترونية

هذا عبارة عن تيار من الإلكترونات الطائرة بسرعة في الأنابيب المفرغة وأجهزة تفريغ الغاز.

خصائص الحزم الإلكترونية:

ينحرف في المجالات الكهربائية.
- انحراف المجالات المغناطيسية تحت تأثير قوة لورنتز؛
- عند تباطؤ الشعاع الذي يضرب مادة ما، تظهر الأشعة السينية؛
- يسبب توهج (تلألؤ) بعض المواد الصلبة والسوائل (لومينوفورز)؛
- تسخين المادة عن طريق ملامستها لها.

أنبوب أشعة الكاثود (CRT)

تم استخدام ظواهر الانبعاث الحراري وخصائص حزم الالكترونات.

يتكون CRT من مسدس إلكتروني ومنحرفات أفقية ورأسية
لوحات القطب والشاشة.
في مدفع الإلكترون، تمر الإلكترونات المنبعثة من الكاثود الساخن عبر قطب شبكة التحكم ويتم تسريعها بواسطة الأنودات. يقوم مسدس الإلكترون بتركيز شعاع الإلكترون على نقطة ما ويغير سطوع الضوء على الشاشة. يتيح لك انحراف اللوحات الأفقية والرأسية تحريك شعاع الإلكترون على الشاشة إلى أي نقطة على الشاشة. شاشة الأنبوب مغلفة بالفوسفور الذي يبدأ في التوهج عند قصفه بالإلكترونات.

هناك نوعان من الأنابيب:

1) مع التحكم الكهروستاتيكي في شعاع الإلكترون (انحراف الشعاع الكهربائي فقط عن طريق المجال الكهربائي) ؛
2) مع التحكم الكهرومغناطيسي (يتم إضافة ملفات الانحراف المغناطيسي).

التطبيقات الرئيسية لـ CRT:

أنابيب الصورة في أجهزة التلفزيون؛
شاشات الكمبيوتر؛
الذبذبات الإلكترونية في تكنولوجيا القياس.

التيار الكهربائي في الغازات

في الظروف العادية، الغاز هو عازل، أي. يتكون من ذرات وجزيئات محايدة ولا يحتوي على ناقلات حرة للتيار الكهربائي.
الغاز الموصل هو غاز مؤين. الغاز المتأين لديه الموصلية الإلكترونية أيون.

الهواء هو مادة عازلة في خطوط الكهرباء ومكثفات الهواء ومفاتيح الاتصال.

الهواء موصل عند حدوث البرق أو شرارة كهربائية أو عند حدوث قوس لحام.

تأين الغاز

هو تحلل الذرات أو الجزيئات المحايدة إلى أيونات وإلكترونات موجبة عن طريق إزالة الإلكترونات من الذرات. يحدث التأين عند تسخين الغاز أو تعريضه للإشعاع (الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية والأشعة المشعة) ويتم تفسيره بتفكك الذرات والجزيئات أثناء الاصطدامات بسرعات عالية.

تفريغ الغاز

هذا هو التيار الكهربائي في الغازات المتأينة.
حاملات الشحنة هي الأيونات والإلكترونات الموجبة. ويلاحظ تفريغ الغاز في أنابيب تفريغ الغاز (المصابيح) عند تعرضها لمجال كهربائي أو مغناطيسي.

إعادة تركيب الجزيئات المشحونة

- يتوقف الغاز عن كونه موصلًا إذا توقف التأين، ويحدث هذا نتيجة لإعادة التركيب (إعادة توحيد الجزيئات المشحونة بشكل معاكس).

هناك تفريغ غاز مكتفي ذاتيًا وغير مكتفي ذاتيًا.

تفريغ الغاز غير مكتفي ذاتيا

إذا تم إيقاف عمل المؤين، فسيتوقف التفريغ أيضًا.

عندما يصل التفريغ إلى التشبع، يصبح الرسم البياني أفقيا. هنا، الموصلية الكهربائية للغاز تنتج فقط عن عمل المؤين.

تفريغ الغاز ذاتي الاستدامة

وفي هذه الحالة يستمر تفريغ الغاز حتى بعد انتهاء عمل المؤين الخارجي بسبب الأيونات والإلكترونات الناتجة عن التأين الناتج عن الصدم (= تأين الصدمة الكهربائية)؛ يحدث عندما يزداد فرق الجهد بين الأقطاب الكهربائية (يحدث انهيار جليدي للإلكترون).
يمكن أن يتحول تفريغ الغاز غير المستدام ذاتيًا إلى تفريغ غاز مستقل عندما Ua = Uignition.

انقطاع التيار الكهربائي عن الغاز

عملية انتقال تصريف الغاز غير المكتفي ذاتيًا إلى تصريف مكتفي ذاتيًا.

يحدث تفريغ الغاز الاكتفاء الذاتي 4 أنواع:

1. الاحتراق - عند ضغوط منخفضة (تصل إلى عدة ملم زئبق) - لوحظ في أنابيب الغاز والضوء وأشعة الليزر الغازية.
2. الشرارة - عند الضغط العادي وشدة المجال الكهربائي العالية (البرق - شدة التيار تصل إلى مئات الآلاف من الأمبيرات).
3. الإكليل - عند الضغط العادي في مجال كهربائي غير منتظم (عند الطرف).
4. القوس - كثافة تيار عالية، جهد منخفض بين الأقطاب الكهربائية (درجة حرارة الغاز في قناة القوس -5000-6000 درجة مئوية)؛ لوحظ في الأضواء ومعدات أفلام العرض.

ويلاحظ هذه التصريفات:

المشتعلة - في مصابيح الفلورسنت.
شرارة - في البرق؛
الاكليل - في المرسبات الكهربائية، أثناء تسرب الطاقة؛
القوس - أثناء اللحام في مصابيح الزئبق.

بلازما

هذه هي الحالة الرابعة لتجمع مادة ذات درجة عالية من التأين بسبب اصطدام الجزيئات بسرعة عالية عند درجة حرارة عالية؛ توجد في الطبيعة: الأيونوسفير - بلازما ضعيفة التأين، الشمس - بلازما متأينة بالكامل؛ البلازما الاصطناعية - في مصابيح تفريغ الغاز.

البلازما يمكن أن تكون:

درجة حرارة منخفضة - عند درجات حرارة أقل من 100000 كلفن؛
درجة حرارة عالية - عند درجات حرارة أعلى من 100000 كلفن.

الخصائص الأساسية للبلازما:

الموصلية الكهربائية العالية
- تفاعل قوي مع المجالات الكهربائية والمغناطيسية الخارجية.

عند درجة حرارة

أي مادة تكون في حالة البلازما.

ومن المثير للاهتمام أن 99% من المادة الموجودة في الكون هي بلازما

أسئلة الاختبار للاختبار

يخطط:

مقدمة

• 1 مفاهيم أساسية
• 2 المعادلات الأساسية
• 3 محتويات الديناميكا الكهربائية
• 4 أقسام الديناميكا الكهربائية
• 5 قيمة التطبيق
• 6 التاريخ

مقدمة

الديناميكا الكهربائية- فرع من الفيزياء يدرس المجال الكهرومغناطيسي في الحالة الأكثر عمومية (أي يتم أخذ المجالات المتغيرة المعتمدة على الزمن بعين الاعتبار) وتفاعله مع الأجسام التي لها شحنة كهربائية (التفاعل الكهرومغناطيسي). يشمل موضوع الديناميكا الكهربائية العلاقة بين الظواهر الكهربائية والمغناطيسية، والإشعاع الكهرومغناطيسي (في ظروف مختلفة، سواء كانت حرة أو في حالات مختلفة من التفاعل مع المادة)، والتيار الكهربائي (بشكل عام، متغير) وتفاعله مع المجال الكهرومغناطيسي (التيار الكهربائي). يمكن اعتباره عندما يكون هذا مثل مجموعة من الجزيئات المشحونة المتحركة). يعتبر أي تفاعل كهربائي ومغناطيسي بين الأجسام المشحونة في الفيزياء الحديثة أنه يحدث من خلال المجال الكهرومغناطيسي، وبالتالي فهو أيضًا موضوع الديناميكا الكهربائية.

في أغلب الأحيان تحت هذا المصطلح الديناميكا الكهربائيةبشكل افتراضي، يتم فهم الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية (التي لا تؤثر على التأثيرات الكمومية)؛ للدلالة على نظرية الكم الحديثة للمجال الكهرومغناطيسي وتفاعله مع الجسيمات المشحونة، عادة ما يستخدم المصطلح المستقر الديناميكا الكهربائية الكمومية.

1. المفاهيم الأساسية

تشمل المفاهيم الأساسية المستخدمة في الديناميكا الكهربائية ما يلي:

• المجال الكهرومغناطيسي هو الموضوع الرئيسي لدراسة الديناميكا الكهربائية، وهو نوع من المادة يتجلى عند التفاعل مع الأجسام المشحونة. تنقسم تاريخياً إلى مجالين:
  • المجال الكهربائي - الذي ينشأ عن أي جسم مشحون أو مجال مغناطيسي متناوب، له تأثير على أي جسم مشحون.
  • المجال المغناطيسي - الذي ينشأ عن تحريك الأجسام المشحونة، والأجسام المشحونة بالدوران، والمجالات الكهربائية المتناوبة، يؤثر على الشحنات المتحركة والأجسام المشحونة بالدوران.
• الشحنة الكهربائية هي خاصية للأجسام تسمح لها بإنشاء مجالات كهرومغناطيسية، وكذلك التفاعل مع هذه المجالات.
• الإمكانات الكهرومغناطيسية هي كمية فيزيائية ذات أربعة نواقل تحدد بشكل كامل توزيع المجال الكهرومغناطيسي في الفضاء. تسليط الضوء:
  • الإمكانات الكهروستاتيكية - المكون الزمني لمتجه 4
  • إمكانات المتجه هي متجه ثلاثي الأبعاد يتكون من المكونات المتبقية لمتجه رباعي.
• متجه Poynting هو كمية فيزيائية متجهة لها معنى كثافة تدفق الطاقة للمجال الكهرومغناطيسي.

2. المعادلات الأساسية

المعادلات الأساسية التي تصف سلوك المجال الكهرومغناطيسي وتفاعله مع الأجسام المشحونة هي:

• معادلات ماكسويل، التي تحدد سلوك المجال الكهرومغناطيسي الحر في الفراغ والوسط، وكذلك توليد المجال من المصادر. ومن هذه المعادلات:
  • قانون فاراداي للحث، الذي يحدد توليد مجال كهربائي عن طريق مجال مغناطيسي متناوب.
  • تحدد نظرية دوران المجال المغناطيسي مع إضافة تيارات الإزاحة التي قدمها ماكسويل توليد المجال المغناطيسي عن طريق تحريك الشحنات والمجال الكهربائي المتناوب
  • نظرية غاوس للمجال الكهربائي، والتي تحدد توليد المجال الكهروستاتيكي بواسطة الشحنات.
  • قانون إغلاق خطوط المجال المغناطيسي.
• تعبير عن قوة لورنتز التي تحدد القوة المؤثرة على شحنة موجودة في مجال كهرومغناطيسي.
• قانون جول لينز، الذي يحدد مقدار فقدان الحرارة في وسط موصل ذو موصلية محدودة، في وجود مجال كهربائي فيه.

المعادلات الخاصة ذات الأهمية الخاصة هي:

• قانون كولوم، الذي يجمع بين نظرية غاوس للمجال الكهربائي وقوة لورنتز، ويحدد التفاعل الكهروستاتيكي لشحنتين نقطيتين.
• قانون أمبير، الذي يحدد القوة المؤثرة على تيار أولي موضوع في مجال مغناطيسي.
• نظرية بوينتينج، التي تعبر عن قانون حفظ الطاقة في الديناميكا الكهربائية.

3. محتويات الديناميكا الكهربائية

المحتوى الرئيسي للديناميكا الكهربائية الكلاسيكية هو وصف خصائص المجال الكهرومغناطيسي وتفاعله مع الأجسام المشحونة (الأجسام المشحونة "تولد" المجال الكهرومغناطيسي، وهي "مصادره"، ويعمل المجال الكهرومغناطيسي بدوره على الأجسام المشحونة، مما يخلق القوى الكهرومغناطيسية). وهذا الوصف، بالإضافة إلى تعريف الأجسام والكميات الأساسية، مثل الشحنة الكهربائية، والمجال الكهربائي، والمجال المغناطيسي، والإمكانات الكهرومغناطيسية، يختزل إلى معادلات ماكسويل بشكل أو بآخر وصيغة قوة لورنتز، ويتطرق أيضًا إلى بعض المسائل ذات الصلة ( تتعلق بالفيزياء الرياضية والتطبيقات والكميات المساعدة والصيغ المساعدة المهمة للتطبيقات، مثل متجه الكثافة الحالي أو قانون أوم التجريبي). يتضمن هذا الوصف أيضًا قضايا الحفاظ على الطاقة ونقلها، والزخم، والزخم الزاوي بواسطة المجال الكهرومغناطيسي، بما في ذلك صيغ كثافة الطاقة، ومتجه بوينتنج، وما إلى ذلك.

في بعض الأحيان، تُفهم التأثيرات الكهروديناميكية (على عكس الكهرباء الساكنة) على أنها تلك الاختلافات المهمة بين الحالة العامة لسلوك المجال الكهرومغناطيسي (على سبيل المثال، العلاقة الديناميكية بين المجالات الكهربائية والمغناطيسية المتغيرة) والحالة الساكنة، والتي تجعل الحالة الخاصة الحالة الثابتة أسهل بكثير في الوصف والفهم والحساب.

4. أقسام الديناميكا الكهربائية

• تصف الكهرباء الساكنة خصائص المجال الكهربائي الساكن (الذي لا يتغير بمرور الوقت أو يتغير ببطء بما يكفي بحيث يمكن إهمال "التأثيرات الكهروديناميكية" بالمعنى الموصوف أعلاه) وتفاعله مع الأجسام المشحونة كهربائيًا (الشحنات الكهربائية).
• تدرس علم الاستاتيكا المغناطيسية التيارات المباشرة والمجالات المغناطيسية الثابتة (لا تتغير الحقول بمرور الوقت أو تتغير ببطء شديد بحيث يمكن إهمال سرعة هذه التغييرات في الحساب)، بالإضافة إلى تفاعلها.
• تدرس الديناميكا الكهربائية المستمرة سلوك المجالات الكهرومغناطيسية في الوسائط المستمرة.
• تأخذ الديناميكا الكهربائية النسبية في الاعتبار المجالات الكهرومغناطيسية في الوسائط المتحركة.

5. قيمة التطبيق

تشكل الديناميكا الكهربائية أساسًا للبصريات الفيزيائية، وفيزياء انتشار الموجات الراديوية، وتتخلل أيضًا جميع الفيزياء تقريبًا، حيث يتعين على جميع فروع الفيزياء تقريبًا التعامل مع المجالات والشحنات الكهربائية، وغالبًا مع تغيراتها وحركاتها السريعة غير التافهة. بالإضافة إلى ذلك، تعتبر الديناميكا الكهربائية نظرية فيزيائية مثالية (سواء في نسختها الكلاسيكية أو الكمومية)، تجمع بين الدقة العالية جدًا للحسابات والتنبؤات مع تأثير الأفكار النظرية المولودة في مجالها على مجالات أخرى من الفيزياء النظرية.

تحظى الديناميكا الكهربائية بأهمية كبيرة في مجال التكنولوجيا وتشكل الأساس لـ: الهندسة الراديوية والهندسة الكهربائية وفروع الاتصالات المختلفة والراديو.

6. التاريخ

كان أول دليل على العلاقة بين الظواهر الكهربائية والمغناطيسية هو اكتشاف أورستد التجريبي في 1819-1820 لتوليد المجال المغناطيسي بواسطة التيار الكهربائي. كما أعرب عن فكرة حدوث بعض التفاعل بين العمليات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء المحيط بالموصل، ولكن بشكل غير واضح إلى حد ما.

في عام 1831، اكتشف مايكل فاراداي تجريبيًا ظاهرة وقانون الحث الكهرومغناطيسي، والذي أصبح أول دليل واضح على العلاقة الديناميكية المباشرة بين المجالات الكهربائية والمغناطيسية. كما طور (فيما يتعلق بالمجالات الكهربائية والمغناطيسية) أساسيات مفهوم المجال الفيزيائي وبعض المفاهيم النظرية الأساسية التي تجعل من الممكن وصف المجالات الفيزيائية، كما تنبأ أيضًا بوجود الموجات الكهرومغناطيسية في عام 1832.

في عام 1864، نشر جي سي ماكسويل لأول مرة النظام الكامل لمعادلات "الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية" التي تصف تطور المجال الكهرومغناطيسي وتفاعله مع الشحنات والتيارات. لقد قدم افتراضًا نظريًا مفاده أن الضوء عبارة عن موجة كهرومغناطيسية، أي. كائن الديناميكا الكهربائية.

الديناميكا الكهربائية… كتاب مرجعي القاموس الإملائي

النظرية الكلاسيكية (الكمية) لسلوك المجال الكهرومغناطيسي الذي يقوم بالتفاعل بين الكهرباء. الشحنات (التفاعل الكهرومغناطيسي). القوانين الكلاسيكية بالعين المجردة E. تمت صياغتها في معادلات ماكسويل، والتي تسمح ... الموسوعة الفيزيائية

- (من كلمة كهرباء، وقوة الديناميس اليونانية). جزء من الفيزياء الذي يتعامل مع عمل التيارات الكهربائية. قاموس الكلمات الأجنبية المدرجة في اللغة الروسية. Chudinov A.N.، 1910. الديناميكا الكهربائية من كلمة كهرباء، واليونانية. الديناميات، القوة... قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية

الموسوعة الحديثة

الديناميكا الكهربائية- النظرية الكلاسيكية للعمليات الكهرومغناطيسية غير الكمومية التي يلعب فيها الدور الرئيسي التفاعلات بين الجسيمات المشحونة في الوسائط المختلفة وفي الفراغ. سبق تشكيل الديناميكا الكهربائية أعمال C. Coulomb، J. Biot، F. Savart، ... ... القاموس الموسوعي المصور

النظرية الكلاسيكية للعمليات الكهرومغناطيسية في الوسائط المختلفة وفي الفراغ. يغطي مجموعة ضخمة من الظواهر التي يلعب الدور الرئيسي فيها التفاعلات بين الجسيمات المشحونة التي تتم من خلال مجال كهرومغناطيسي... القاموس الموسوعي الكبير

الديناميكا الكهربائية، في الفيزياء، المجال الذي يدرس التفاعل بين المجالات الكهربائية والمغناطيسية والأجسام المشحونة. بدأ هذا الانضباط في القرن التاسع عشر. بفضل أعمالها النظرية جيمس ماكسويل، أصبحت فيما بعد جزءًا من... ... القاموس الموسوعي العلمي والتقني

الديناميكا الكهربائية والديناميكا الكهربائية وغيرها الكثير. لا يا انثى (انظر الكهرباء والديناميكيات) (المادي). قسم الفيزياء، يدرس خواص التيار الكهربائي، والكهرباء المتحركة؛ نملة. الكهرباء الساكنة. قاموس أوشاكوف التوضيحي. د.ن. أوشاكوف. 1935 1940 ... قاموس أوشاكوف التوضيحي

الديناميكا الكهربائية، و، ز. (متخصص.). نظرية العمليات الكهرومغناطيسية في الوسائط المختلفة وفي الفراغ. قاموس أوزيغوف التوضيحي. إس.آي. أوزيجوف ، إن يو. شفيدوفا. 1949 1992… قاموس أوزيجوف التوضيحي

الاسم وعدد المرادفات: 2 ديناميكيات (18) فيزياء (55) قاموس المرادفات ASIS. ف.ن. تريشين. 2013… قاموس المرادفات

الديناميكا الكهربائية- - [أ.س. غولدبرغ. قاموس الطاقة الإنجليزي الروسي. 2006] موضوعات هندسة الطاقة بشكل عام الديناميكا الكهربائية EN ... دليل المترجم الفني

كتب

• الديناميكا الكهربائية، أ. إيفانوف. هذا الكتاب مكتفي ذاتيًا: فهو يقدم محاضرات ألقاها لعدة سنوات أستاذ مشارك في المركز التعليمي والعلمي المتخصص بجامعة MSTU. إن إي بومان...
• الديناميكا الكهربائية، سيرجي أناتوليفيتش إيفانوف. ...

التعريف 1

الديناميكا الكهربائية هي مجال ضخم ومهم في الفيزياء يدرس الخصائص الكلاسيكية وغير الكمومية للمجال الكهرومغناطيسي وحركة الشحنات المغناطيسية الموجبة الشحنة التي تتفاعل مع بعضها البعض باستخدام هذا المجال.

الشكل 1. باختصار عن الديناميكا الكهربائية. Author24 - تبادل أعمال الطلاب عبر الإنترنت

يبدو أن الديناميكا الكهربائية عبارة عن مجموعة واسعة من الصياغات المختلفة للمشاكل وحلولها الذكية، والأساليب التقريبية والحالات الخاصة، والتي يتم دمجها في كل واحد من خلال القوانين والمعادلات الأولية العامة. هذا الأخير، الذي يشكل الجزء الرئيسي من الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية، معروض بالتفصيل في صيغ ماكسويل. حاليًا، يواصل العلماء دراسة مبادئ هذا المجال في الفيزياء، والهيكل العظمي لبنائه، والعلاقات مع المجالات العلمية الأخرى.

يُشار إلى قانون كولوم في الديناميكا الكهربائية على النحو التالي: $F= \frac (kq1q2) (r2)$، حيث $k= \frac (9 \cdot 10 (H \cdot m)) (Kl)$. تتم كتابة معادلة شدة المجال الكهربائي على النحو التالي: $E= \frac (F)(q)$، وتدفق متجه تحريض المجال المغناطيسي $∆Ф=В∆S \cos (a)$.

في الديناميكا الكهربائية، يتم في المقام الأول دراسة الشحنات الحرة وأنظمة الشحن التي تساهم في تنشيط طيف الطاقة المستمر. يُفضل الوصف الكلاسيكي للتفاعل الكهرومغناطيسي من خلال حقيقة أنه فعال بالفعل في حدود الطاقة المنخفضة، عندما تكون إمكانات الطاقة للجسيمات والفوتونات صغيرة مقارنة ببقية طاقة الإلكترون.

في مثل هذه الحالات، غالبًا لا يحدث فناء للجسيمات المشحونة، حيث لا يوجد سوى تغير تدريجي في حالة حركتها غير المستقرة نتيجة لتبادل عدد كبير من الفوتونات منخفضة الطاقة.

ملاحظة 1

ومع ذلك، حتى في الطاقات العالية للجسيمات في الوسط، وعلى الرغم من الدور الهام للتقلبات، يمكن استخدام الديناميكا الكهربائية بنجاح لوصف شامل للخصائص والعمليات العيانية المتوسطة إحصائيًا.

المعادلات الأساسية للديناميكا الكهربائية

الصيغ الرئيسية التي تصف سلوك المجال الكهرومغناطيسي وتفاعله المباشر مع الأجسام المشحونة هي معادلات ماكسويل، التي تحدد الإجراءات المحتملة للمجال الكهرومغناطيسي الحر في الوسط والفراغ، وكذلك التوليد العام للمجال حسب المصادر.

ومن هذه الأحكام في الفيزياء يمكن تسليط الضوء على:

• نظرية غاوس للمجال الكهربائي - تهدف إلى تحديد توليد المجال الكهروستاتيكي بواسطة الشحنات الموجبة؛
• فرضية خطوط المجال المغلقة - تعزز تفاعل العمليات داخل المجال المغناطيسي نفسه؛
• قانون فاراداي للحث - يحدد توليد المجالات الكهربائية والمغناطيسية من خلال الخصائص المتغيرة للبيئة.

بشكل عام، تعتبر نظرية أمبير-ماكسويل فكرة فريدة حول دوران الخطوط في المجال المغناطيسي مع الإضافة التدريجية لتيارات الإزاحة التي قدمها ماكسويل نفسه، والتي تحدد بدقة تحول المجال المغناطيسي عن طريق تحريك الشحنات والعمل المتناوب المجال الكهربائي.

الشحنة والقوة في الديناميكا الكهربائية

في الديناميكا الكهربائية، يأتي تفاعل القوة والشحنة في المجال الكهرومغناطيسي من التعريف المشترك التالي للشحنة الكهربائية $q$ والطاقة $E$ والمجالات المغناطيسية $B$، والتي تم إنشاؤها كقانون فيزيائي أساسي يعتمد على كامل مجموعة من البيانات التجريبية تتم كتابة صيغة قوة لورنتز (ضمن المثالية لشحنة نقطية تتحرك بسرعة معينة) مع استبدال السرعة $v$.

غالبًا ما تحتوي الموصلات على كمية كبيرة من الشحنات، لذلك يتم تعويض هذه الرسوم بشكل جيد إلى حد ما: عدد الشحنات الموجبة والسالبة يساوي دائمًا بعضها البعض. وبالتالي، فإن القوة الكهربية الكلية المؤثرة باستمرار على الموصل تساوي أيضًا صفرًا. في النهاية، لا يتم تعويض القوى المغناطيسية التي تعمل على شحنات فردية في الموصل، لأنه في وجود التيار، تكون سرعات حركة الشحنات مختلفة دائمًا. يمكن كتابة معادلة عمل موصل يمر به تيار في مجال مغناطيسي على النحو التالي: $G = |v ⃗ |s \cos(a) $

إذا لم ندرس التدفق الكامل والمستقر للجسيمات المشحونة كتيار، بل لم ندرس سائلًا، فإن إمكانات الطاقة الكاملة التي تمر خطيًا عبر المنطقة بقيمة $1s$ ستكون قوة التيار مساوية لـ: $I = ρ| \vec (v) |s \cos(a) $، حيث $ρ$ هي كثافة الشحنة (لكل وحدة حجم في إجمالي التدفق).

ملاحظة 2

إذا تغير المجال المغناطيسي والكهربائي بشكل منهجي من نقطة إلى أخرى في موقع معين، ففي التعبيرات والصيغ الخاصة بالتدفقات الجزئية، كما في حالة السائل، متوسط ​​القيم $E ⃗ $ و$B ⃗$ على يجب إدخال الموقع.

الموقع الخاص للديناميكا الكهربائية في الفيزياء

يمكن تأكيد المكانة المهمة للديناميكا الكهربائية في العلوم الحديثة من خلال العمل الشهير لـ A. Einstein، والذي تم فيه توضيح مبادئ وأسس النظرية النسبية الخاصة بالتفصيل. يُطلق على العمل العلمي للعالم المتميز اسم "في الديناميكا الكهربائية للأجسام المتحركة" ويتضمن عددًا كبيرًا من المعادلات والتعاريف المهمة.

كمجال منفصل للفيزياء، تتكون الديناميكا الكهربائية من الأقسام التالية:

• عقيدة مجال الأجسام والجسيمات المادية الثابتة ولكن المشحونة كهربائيًا؛
• عقيدة خصائص التيار الكهربائي.
• عقيدة تفاعل المجال المغناطيسي والحث الكهرومغناطيسي.
• دراسة الموجات الكهرومغناطيسية والاهتزازات.

يتم دمج جميع الأقسام المذكورة أعلاه في واحدة من خلال نظرية د. ماكسويل، الذي لم يقم فقط بإنشاء وتقديم نظرية متماسكة للمجال الكهرومغناطيسي، ولكنه وصف أيضًا جميع خصائصه، مما يثبت وجوده الحقيقي. أظهر عمل هذا العالم بالذات للعالم العلمي أن المجالات الكهربائية والمغناطيسية المعروفة في ذلك الوقت هي مجرد مظهر من مظاهر مجال كهرومغناطيسي واحد يعمل في أنظمة مرجعية مختلفة.

يخصص جزء كبير من الفيزياء لدراسة الديناميكا الكهربائية والظواهر الكهرومغناطيسية. يعتبر هذا المجال إلى حد كبير بمثابة علم منفصل، لأنه لا يستكشف جميع أنماط التفاعلات الكهرومغناطيسية فحسب، بل يصفها أيضًا بالتفصيل من خلال الصيغ الرياضية. لقد فتحت الأبحاث العميقة والطويلة الأمد في الديناميكا الكهربائية طرقًا جديدة لاستخدام الظواهر الكهرومغناطيسية عمليًا لصالح البشرية جمعاء.