الکترودینامیک برای کدام حالت نقش مهمی دارد؟ الکترودینامیک، فرمول

تعریف

میدان های الکترومغناطیسی و برهمکنش های الکترومغناطیسی توسط شاخه ای از فیزیک به نام الکترودینامیک.

الکترودینامیک کلاسیک خواص میدان های الکترومغناطیسی را مطالعه و توصیف می کند. قوانین تعامل میدان های الکترومغناطیسی با اجسام دارای بار الکتریکی را بررسی می کند.

مفاهیم اساسی الکترودینامیک

اساس الکترودینامیک یک محیط ساکن معادلات ماکسول است. الکترودینامیک با مفاهیم اساسی مانند میدان الکترومغناطیسی، بار الکتریکی، پتانسیل الکترومغناطیسی، بردار Poynting عمل می کند.

میدان الکترومغناطیسی نوع خاصی از ماده است که زمانی خود را نشان می دهد که یک جسم باردار با دیگری تعامل کند. اغلب، هنگام در نظر گرفتن یک میدان الکترومغناطیسی، اجزای آن متمایز می شوند: میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی. میدان الکتریکی یک بار الکتریکی یا یک میدان مغناطیسی متناوب ایجاد می کند. میدان مغناطیسی زمانی بوجود می آید که یک بار (جسم باردار) حرکت می کند و در حضور میدان الکتریکی متغیر با زمان.

پتانسیل الکترومغناطیسی یک کمیت فیزیکی است که توزیع میدان الکترومغناطیسی در فضا را تعیین می کند.

الکترودینامیک به دو دسته تقسیم می شود: الکترواستاتیک. مغناطیس استاتیک؛ الکترودینامیک پیوستار; الکترودینامیک نسبیتی

بردار پوینتینگ (بردار Umov-Poynting) یک کمیت فیزیکی است که بردار چگالی شار انرژی میدان الکترومغناطیسی است. بزرگی این بردار برابر با انرژی است که در واحد زمان از طریق واحد سطح عمود بر جهت انتشار انرژی الکترومغناطیسی منتقل می شود.

الکترودینامیک اساس مطالعه و توسعه اپتیک (به عنوان شاخه ای از علم) و فیزیک امواج رادیویی را تشکیل می دهد. این شاخه از علم پایه و اساس مهندسی رادیو و مهندسی برق است.

الکترودینامیک کلاسیک، هنگام توصیف خواص میدان های الکترومغناطیسی و اصول برهمکنش آنها، از سیستم معادلات ماکسول (به شکل انتگرال یا دیفرانسیل) استفاده می کند و آن را با سیستم معادلات مواد، مرزها و شرایط اولیه تکمیل می کند.

معادلات ساختاری ماکسول

سیستم معادلات ماکسول در الکترودینامیک معنایی مشابه قوانین نیوتن در مکانیک کلاسیک دارد. معادلات ماکسول در نتیجه تعمیم داده های تجربی متعدد به دست آمد. معادلات ساختاری ماکسول متمایز می شوند، آنها را به شکل انتگرال یا دیفرانسیل می نویسند، و معادلات موادی که بردارها را با پارامترهایی که ویژگی های الکتریکی و مغناطیسی ماده را مشخص می کنند، به هم متصل می کنند.

معادلات ساختاری ماکسول به صورت انتگرال (در سیستم SI):

بردار قدرت میدان مغناطیسی کجاست. بردار چگالی جریان الکتریکی است. - بردار جابجایی الکتریکی. معادله (1) قانون ایجاد میدان های مغناطیسی را منعکس می کند. میدان مغناطیسی زمانی رخ می دهد که یک بار حرکت می کند (جریان الکتریکی) یا زمانی که یک میدان الکتریکی تغییر می کند. این معادله تعمیم قانون بیوت-ساوارت-لاپلاس است. معادله (1) قضیه گردش میدان مغناطیسی نامیده می شود.

بردار القای میدان مغناطیسی کجاست. - بردار قدرت میدان الکتریکی. L یک حلقه بسته است که از طریق آن بردار شدت میدان الکتریکی در گردش است. نام دیگر معادله (2) قانون القای الکترومغناطیسی است. عبارت (2) به این معنی است که میدان الکتریکی گرداب به دلیل یک میدان مغناطیسی متناوب ایجاد می شود.

بار الکتریکی کجاست - چگالی بار معادله (3) قضیه اوستروگرادسکی-گاوس نامیده می شود. بارهای الکتریکی منابع میدان الکتریکی هستند؛ بارهای الکتریکی رایگان وجود دارد.

معادله (4) نشان می دهد که میدان مغناطیسی گردابی است. بارهای مغناطیسی در طبیعت وجود ندارند.

معادلات ساختاری ماکسول به صورت دیفرانسیل (سیستم SI):

بردار شدت میدان الکتریکی کجاست. - بردار القای مغناطیسی.

بردار قدرت میدان مغناطیسی کجاست. - بردار جابجایی دی الکتریک؛ - بردار چگالی جریان.

چگالی توزیع بار الکتریکی کجاست

معادلات ساختاری ماکسول به شکل دیفرانسیل میدان الکترومغناطیسی را در هر نقطه از فضا تعیین می کند. اگر بارها و جریان ها به طور پیوسته در فضا توزیع شوند، اشکال انتگرال و دیفرانسیل معادلات ماکسول معادل هستند. با این حال، اگر سطوح ناپیوستگی وجود داشته باشد، شکل انتگرالی نوشتن معادلات ماکسول کلی تر است.

برای دستیابی به هم ارزی ریاضی اشکال انتگرال و دیفرانسیل معادلات ماکسول، نماد دیفرانسیل با شرایط مرزی تکمیل می شود.

از معادلات ماکسول چنین بر می آید که یک میدان مغناطیسی متناوب یک میدان الکتریکی متناوب ایجاد می کند و بالعکس، یعنی این میدان ها جدایی ناپذیر هستند و یک میدان الکترومغناطیسی واحد را تشکیل می دهند. منابع میدان الکتریکی می توانند بارهای الکتریکی یا میدان مغناطیسی متغیر با زمان باشند. میدان های مغناطیسی با حرکت بارهای الکتریکی (جریان ها) یا میدان های الکتریکی متناوب تحریک می شوند. معادلات ماکسول با توجه به میدان های الکتریکی و مغناطیسی متقارن نیستند. این به این دلیل است که بارهای الکتریکی وجود دارند، اما بارهای مغناطیسی وجود ندارند.

معادلات مواد

سیستم معادلات ساختاری ماکسول با معادلات مواد تکمیل شده است که منعکس کننده رابطه بردارها با پارامترهای مشخص کننده خواص الکتریکی و مغناطیسی ماده است.

که در آن ثابت دی الکتریک نسبی است، نفوذپذیری مغناطیسی نسبی، هدایت الکتریکی خاص، ثابت الکتریکی، ثابت مغناطیسی است. محیط در این مورد همسانگرد، غیر فرومغناطیسی، غیر فروالکتریک در نظر گرفته می شود.

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1

ورزش

شکل دیفرانسیل معادله پیوستگی را از سیستم معادلات ماکسول استخراج کنید.

راه حل

به عنوان مبنایی برای حل مسئله، از معادله استفاده می کنیم: مساحت یک سطح دلخواه که کانتور بسته L روی آن قرار دارد کجاست. از (1.1) داریم: سپس یک کانتور بی نهایت کوچک را در نظر بگیرید از آنجایی که سطح بسته است، عبارت (1.2) را می توان به صورت زیر بازنویسی کرد: بیایید یک معادله ماکسول دیگر بنویسیم: اجازه دهید معادله (1.5) را با توجه به زمان تفکیک کنیم، داریم: با در نظر گرفتن عبارت (1.4)، معادله (1.5) را می توان به صورت زیر ارائه کرد: معادله پیوستگی (1.5) را به صورت انتگرال به دست آورده ایم. برای اینکه به شکل دیفرانسیل معادله پیوستگی برویم، به حد زیر برویم: معادله پیوستگی را به صورت دیفرانسیل به دست آورده ایم:

مبانی الکترودینامیک. الکترواستاتیک

مبانی الکترودینامیک

الکترودینامیک- علم خواص میدان الکترومغناطیسی.

میدان الکترومغناطیسی- توسط حرکت و تعامل ذرات باردار تعیین می شود.

تجلی میدان الکتریکی/مغناطیسی- این عمل نیروهای الکتریکی / مغناطیسی است:
1) نیروهای اصطکاک و نیروهای الاستیک در جهان ماکرو.
2) عمل نیروهای الکتریکی / مغناطیسی در جهان کوچک (ساختار اتمی، جفت شدن اتم ها به مولکول ها،
تبدیل ذرات بنیادی)

کشف میدان الکتریکی/مغناطیسی- جی. ماکسول.

الکترواستاتیک

شاخه الکترودینامیک اجسام دارای بار الکتریکی را در حال سکون مطالعه می کند.

ذرات بنیادیممکن است ایمیل داشته باشد شارژ، سپس آنها را شارژ می گویند.
- با نیروهایی که به فاصله بین ذرات بستگی دارد، با یکدیگر تعامل دارند،
اما چندین برابر نیروهای گرانش متقابل تجاوز کند (این برهمکنش نامیده می شود
الکترومغناطیسی).

پست الکترونیک شارژ- فیزیکی مقدار شدت برهمکنش های الکتریکی/مغناطیسی را تعیین می کند.
دو علامت بار الکتریکی وجود دارد: مثبت و منفی.
ذرات با بارهای مشابه دفع می کنند و ذرات با بارهای غیرمشابه جذب می شوند.
یک پروتون دارای بار مثبت، یک الکترون دارای بار منفی و یک نوترون از نظر الکتریکی خنثی است.

شارژ ابتدایی- حداقل هزینه ای که قابل تقسیم نیست.
چگونه می توان وجود نیروهای الکترومغناطیسی در طبیعت را توضیح داد؟
- تمام اجسام حاوی ذرات باردار هستند.
در حالت طبیعی بدن، ال. خنثی (از آنجایی که اتم خنثی است) و الکتریکی/مغناطیسی. قدرت ها آشکار نمی شوند.

بدن شارژ می شود، اگر دارای بیش از حد شارژ از هر علامت باشد:
بار منفی - اگر الکترون بیش از حد وجود داشته باشد.
بار مثبت - در صورت کمبود الکترون.

برقی شدن اجسام- این یکی از راه های بدست آوردن اجسام باردار است، به عنوان مثال، از طریق تماس).
در این حالت، هر دو جسم باردار می شوند و بارها از نظر علامت مخالف، اما از نظر قدر برابر هستند.

قانون پایستگی بار الکتریکی

در یک سیستم بسته، مجموع جبری بارهای همه ذرات بدون تغییر باقی می ماند.
(... اما نه تعداد ذرات باردار، زیرا تبدیل ذرات بنیادی وجود دارد).

سیستم بسته

سیستمی از ذرات که ذرات باردار از بیرون وارد آن نمی شوند و از آن خارج نمی شوند.

قانون کولمب

قانون اساسی الکترواستاتیک

نیروی برهمکنش بین دو جسم باردار ثابت نقطه ای در خلاء نسبت مستقیم دارد
حاصل ضرب ماژول های شارژ و با مجذور فاصله بین آنها نسبت معکوس دارد.

چه زمانی اجسام اجسام نقطه ای در نظر گرفته می شوند? - اگر فاصله بین آنها چند برابر اندازه اجسام باشد.
اگر دو جسم دارای بار الکتریکی باشند، بر اساس قانون کولن برهم کنش می‌کنند.

واحد بار الکتریکی
1 C باری است که در 1 ثانیه با جریان 1 آمپر از سطح مقطع هادی عبور می کند.
1 درجه سانتیگراد شارژ بسیار زیادی است.
شارژ عنصری:

میدان الکتریکی

یک بار الکتریکی در اطراف وجود دارد، از نظر مادی.
ویژگی اصلی میدان الکتریکی: عمل با نیروی بار الکتریکی وارد شده به آن.

میدان الکترواستاتیک- میدان بار الکتریکی ساکن با زمان تغییر نمی کند.

قدرت میدان الکتریکی- ویژگی های کمی el. زمینه های.
نسبت نیرویی است که میدان بر روی بار نقطه ای معرفی شده وارد می کند به بزرگی این بار.
- به بزرگی بار معرفی شده بستگی ندارد، بلکه میدان الکتریکی را مشخص می کند!

جهت بردار کشش
منطبق با جهت بردار نیروی وارد بر بار مثبت و مخالف جهت نیروی وارد بر بار منفی است.

قدرت میدان شارژ نقطه ای:

که در آن q0 باری است که میدان الکتریکی ایجاد می کند.
در هر نقطه از میدان، شدت همیشه در امتداد خط مستقیمی است که این نقطه و q0 را به هم متصل می کند.

ظرفیت الکتریکی

توانایی دو رسانا را برای تجمع بار الکتریکی مشخص می کند.
- به q و U بستگی ندارد.
- به ابعاد هندسی هادی ها، شکل آنها، موقعیت نسبی، خواص الکتریکی محیط بین هادی ها بستگی دارد.

واحدهای SI: (F - فاراد)

خازن ها

دستگاه الکتریکی که شارژ را ذخیره می کند
(دو هادی که توسط یک لایه دی الکتریک از هم جدا شده اند).

جایی که d بسیار کوچکتر از ابعاد هادی است.

تعیین بر روی نمودارهای الکتریکی:

تمام میدان الکتریکی در داخل خازن متمرکز شده است.
بار یک خازن قدر مطلق بار روی یکی از صفحات خازن است.

انواع خازن:
1. بر اساس نوع دی الکتریک: هوا، میکا، سرامیک، الکترولیتی
2. با توجه به شکل صفحات: مسطح، کروی.
3. با ظرفیت: ثابت، متغیر (قابل تنظیم).

ظرفیت الکتریکی یک خازن تخت

که در آن S مساحت صفحه (آبکاری) خازن است
د - فاصله بین صفحات
eo - ثابت الکتریکی
e - ثابت دی الکتریک دی الکتریک

از جمله خازن ها در یک مدار الکتریکی

موازی

متوالی

سپس ظرفیت الکتریکی کل (C):

هنگام اتصال موازی

.

هنگام اتصال سری

اتصالات DC AC

برق- حرکت منظم ذرات باردار (الکترون ها یا یون های آزاد).
در این حالت برق از طریق مقطع هادی منتقل می شود. بار (در طول حرکت حرارتی ذرات باردار، کل بار الکتریکی منتقل شده = 0، زیرا بارهای مثبت و منفی جبران می شوند).

جهت ایمیل جاری- در نظر گرفتن جهت حرکت ذرات باردار مثبت (از + به -) به طور معمول پذیرفته شده است.

اقدامات ایمیل جریان (در هادی):

اثر حرارتی جریان- گرمایش هادی (به جز ابررساناها)؛

اثر شیمیایی جریان -موادی که الکترولیت را تشکیل می دهند روی الکترودها آزاد می شوند.

اثر مغناطیسی جریان(اصلی) - در همه رساناها مشاهده می شود (انحراف سوزن مغناطیسی در نزدیکی هادی با جریان و تأثیر نیروی جریان بر هادی های همسایه از طریق میدان مغناطیسی).

قانون OHM برای یک بخش مدار

که در آن، R مقاومت مقطع مدار است. (خود هادی را نیز می توان بخشی از مدار در نظر گرفت).

هر هادی مشخصه جریان ولتاژ خاص خود را دارد.

مقاومت

مشخصات الکتریکی اساسی یک هادی
- طبق قانون اهم، این مقدار برای یک هادی معین ثابت است.

1 اهم مقاومت یک هادی با اختلاف پتانسیل در انتهای آن است
در ولتاژ 1 ولت و شدت جریان در آن 1 آمپر است.

مقاومت فقط به خواص هادی بستگی دارد:

جایی که S سطح مقطع هادی است، l طول هادی است.
ro - مقاومتی که ویژگی های ماده رسانا را مشخص می کند.

مدارهای الکتریکی

آنها از یک منبع، یک مصرف کننده جریان الکتریکی، سیم ها و یک کلید تشکیل شده اند.

سری اتصال هادی ها

I - قدرت جریان در مدار
U - ولتاژ در انتهای بخش مدار

اتصال موازی هادی ها

I - قدرت جریان در بخش بدون انشعاب مدار
U - ولتاژ در انتهای بخش مدار
R - مقاومت کل بخش مدار

نحوه اتصال ابزارهای اندازه گیری را به خاطر بسپارید:

آمپرمتر - به صورت سری به هادی متصل می شود که جریان در آن اندازه گیری می شود.

ولت متر - به طور موازی به هادی که ولتاژ روی آن اندازه گیری می شود متصل می شود.

عملیات DC

کار جاری- این کار میدان الکتریکی برای انتقال بارهای الکتریکی در امتداد هادی است.

کار انجام شده توسط جریان در قسمتی از مدار برابر است با حاصل ضرب جریان، ولتاژ و زمانی که در طی آن کار انجام شده است.

با استفاده از فرمول قانون اهم برای یک بخش از مدار، می توانید چندین نسخه از فرمول را برای محاسبه کار جریان بنویسید:

طبق قانون بقای انرژی:

کار برابر با تغییر انرژی یک بخش از مدار است، بنابراین انرژی آزاد شده توسط هادی برابر با کار جریان است.

در سیستم SI:

قانون ژول-لنز

هنگامی که جریان از یک هادی عبور می کند، هادی گرم می شود و تبادل حرارت با محیط اتفاق می افتد، یعنی. هادی گرما را به اجسام اطراف خود می دهد.

مقدار گرمای آزاد شده توسط هادی که جریان را به محیط منتقل می کند برابر است با حاصل ضرب مجذور قدرت جریان، مقاومت هادی و زمان عبور جریان از هادی.

طبق قانون بقای انرژی، مقدار گرمای آزاد شده توسط یک رسانا از نظر عددی برابر است با کار جریانی که در همان زمان از هادی عبور می کند.

در سیستم SI:

[Q] = 1 J

برق DC

نسبت کار انجام شده توسط جریان در طول زمان t به این بازه زمانی.

در سیستم SI:

پدیده ابررسانایی

کشف ابررسانایی دمای پایین:
1911 - دانشمند هلندی Kamerling - Onnes
در دماهای بسیار پایین (زیر 25 کلوین) در بسیاری از فلزات و آلیاژها مشاهده شد.
در چنین دماهایی، مقاومت این مواد به طور ناپدید کننده ای کوچک می شود.

در سال 1957، توضیحی نظری درباره پدیده ابررسانایی ارائه شد:
کوپر (ایالات متحده آمریکا)، بوگولیوبوف (اتحادیه شوروی)

1957 آزمایش کالینز: جریان در مدار بسته بدون منبع جریان به مدت 2.5 سال متوقف نشد.

در سال 1986، ابررسانایی با دمای بالا (در 100 K) (برای فلز-سرامیک) کشف شد.

دشواری دستیابی به ابررسانایی:
- نیاز به خنک سازی قوی ماده

حوزه کاربرد:
- به دست آوردن میدان های مغناطیسی قوی؛
- آهنرباهای الکتریکی قدرتمند با سیم پیچ ابررسانا در شتاب دهنده ها و ژنراتورها.

در حال حاضر در بخش انرژی وجود دارد یک مشکل بزرگ
- تلفات زیاد برق در حین انتقالاو با سیم

راه حل ممکنچالش ها و مسائل:
با ابررسانایی، مقاومت هادی ها تقریباً 0 است
و تلفات انرژی به شدت کاهش می یابد.

ماده ای با بالاترین دمای ابررسانا
در سال 1988 در ایالات متحده آمریکا در دمای 148- درجه سانتیگراد پدیده ابررسانایی به دست آمد. هادی مخلوطی از اکسیدهای تالیوم، کلسیم، باریم و مس - Tl2Ca2Ba2Cu3Ox بود.

نیمه هادی -

ماده ای که مقاومت آن می تواند در محدوده وسیعی تغییر کند و با افزایش دما خیلی سریع کاهش می یابد، به این معنی که رسانایی الکتریکی (1/R) افزایش می یابد.
- در سیلیکون، ژرمانیوم، سلنیوم و برخی ترکیبات مشاهده شده است.

مکانیزم هدایتدر نیمه هادی ها

کریستال های نیمه هادی دارای یک شبکه کریستالی اتمی هستند که در آن الکترون های بیرونی توسط پیوندهای کووالانسی به اتم های همسایه متصل می شوند.
در دماهای پایین، نیمه هادی های خالص الکترون آزاد ندارند و مانند یک عایق رفتار می کنند.

جریان الکتریکی در خلاء

خلاء چیست؟
- این درجه کمیاب شدن گازی است که در آن عملاً هیچ برخوردی از مولکول وجود ندارد.

جریان الکتریکی امکان پذیر نیست زیرا تعداد احتمالی مولکول های یونیزه نمی تواند رسانایی الکتریکی را فراهم کند.
- در صورت استفاده از منبع ذرات باردار، امکان ایجاد جریان الکتریکی در خلاء وجود دارد.
- عمل یک منبع ذرات باردار را می توان بر اساس پدیده انتشار ترمیونی استوار کرد.

انتشار ترمیونیک

- این گسیل الکترون ها توسط اجسام جامد یا مایع است که آنها تا دمای مربوط به درخشش قابل مشاهده فلز داغ گرم می شوند.
الکترود فلزی گرم شده به طور مداوم الکترون ساطع می کند و یک ابر الکترونی در اطراف خود تشکیل می دهد.
در حالت تعادل، تعداد الکترون‌هایی که الکترود را ترک کرده‌اند برابر با تعداد الکترون‌هایی است که به آن بازگشته‌اند (زیرا الکترود با از دست دادن الکترون‌ها دارای بار مثبت می‌شود).
هر چه دمای فلز بیشتر باشد، چگالی ابر الکترونی بیشتر است.

دیود خلاء

جریان الکتریکی در خلاء در لوله های خلاء امکان پذیر است.
لوله خلاء وسیله ای است که از پدیده انتشار ترمیونی استفاده می کند.

دیود خلاء یک لوله الکترونی دو الکترودی (A - آند و K - کاتد) است.
فشار بسیار کمی در داخل ظرف شیشه ای ایجاد می شود

H - رشته ای در داخل کاتد قرار می گیرد تا آن را گرم کند. سطح کاتد گرم شده الکترون ساطع می کند. اگر آند به منبع جریان + وصل شود و کاتد به - وصل شود، مدار جریان می یابد.
جریان حرارتی ثابت دیود خلاء رسانایی یک طرفه دارد.
آن ها اگر پتانسیل آند بیشتر از پتانسیل کاتد باشد، جریان در آند امکان پذیر است. در این حالت، الکترون‌های ابر الکترونی به آند جذب می‌شوند و جریان الکتریکی در خلاء ایجاد می‌کنند.

مشخصه جریان-ولتاژ دیود خلاء.

در ولتاژهای کم آند، تمام الکترون های ساطع شده از کاتد به آند نمی رسند و جریان الکتریکی کم است. در ولتاژهای بالا، جریان به حد اشباع می رسد، یعنی. حداکثر مقدار
برای اصلاح جریان متناوب از دیود خلاء استفاده می شود.

جریان در ورودی یکسو کننده دیود:

جریان خروجی یکسو کننده:

پرتوهای الکترونی

این جریانی از الکترون های سریع در حال پرواز در لوله های خلاء و دستگاه های تخلیه گاز است.

خواص پرتوهای الکترونی:

انحراف در میدان های الکتریکی؛
- انحراف در میدان های مغناطیسی تحت تأثیر نیروی لورنتس.
- هنگامی که یک پرتو به یک ماده برخورد کند، تابش اشعه ایکس ظاهر می شود.
- باعث درخشش (لومینسانس) برخی از جامدات و مایعات (لومینوفورها) می شود.
- ماده را با تماس با آن گرم کنید.

لوله اشعه کاتدی (CRT)

پدیده های انتشار ترمیونی و خواص پرتوهای الکترونی استفاده می شود.

یک CRT از یک تفنگ الکترونی، منحرف کننده های افقی و عمودی تشکیل شده است
صفحات الکترود و صفحه نمایش.
در تفنگ الکترونی، الکترون‌های ساطع شده توسط کاتد گرم شده از الکترود شبکه کنترل عبور می‌کنند و توسط آندها شتاب می‌گیرند. تفنگ الکترونی یک پرتو الکترونی را به یک نقطه متمرکز می کند و روشنایی نور صفحه را تغییر می دهد. انحراف صفحات افقی و عمودی به شما این امکان را می دهد که پرتو الکترونی روی صفحه را به هر نقطه از صفحه حرکت دهید. صفحه لوله با فسفر پوشانده شده است که با بمباران الکترون شروع به درخشش می کند.

دو نوع لوله وجود دارد:

1) با کنترل الکترواستاتیک پرتو الکترونی (انحراف پرتو الکتریکی فقط توسط میدان الکتریکی).
2) با کنترل الکترومغناطیسی (کویل های انحراف مغناطیسی اضافه می شوند).

کاربردهای اصلی CRT:

لوله های تصویر در تجهیزات تلویزیون؛
صفحه نمایش کامپیوتر؛
اسیلوسکوپ های الکترونیکی در فناوری اندازه گیری

جریان الکتریکی در گازها

در شرایط عادی، گاز یک دی الکتریک است، یعنی. از اتم‌ها و مولکول‌های خنثی تشکیل شده است و حاوی حامل‌های آزاد جریان الکتریکی نیست.
گاز رسانا یک گاز یونیزه است. گاز یونیزه دارای رسانایی الکترون یونی است.

هوا یک دی الکتریک در خطوط برق، خازن های هوا و کلیدهای تماسی است.

هوا در هنگام رعد و برق، جرقه الکتریکی یا قوس جوشکاری یک هادی است.

یونیزاسیون گاز

تجزیه اتم ها یا مولکول های خنثی به یون ها و الکترون های مثبت با حذف الکترون ها از اتم ها است. یونیزاسیون زمانی اتفاق می‌افتد که یک گاز گرم می‌شود یا در معرض تشعشعات (UV، اشعه ایکس، رادیواکتیو) قرار می‌گیرد و با متلاشی شدن اتم‌ها و مولکول‌ها در هنگام برخورد با سرعت بالا توضیح داده می‌شود.

تخلیه گاز

این جریان الکتریکی در گازهای یونیزه است.
حامل های بار یون ها و الکترون های مثبت هستند. هنگام قرار گرفتن در معرض میدان الکتریکی یا مغناطیسی، تخلیه گاز در لوله های تخلیه گاز (لامپ) مشاهده می شود.

نوترکیب ذرات باردار

- اگر یونیزاسیون متوقف شود، گاز دیگر رسانا نیست، این در نتیجه ترکیب مجدد (اتحاد مجدد ذرات باردار مخالف) اتفاق می افتد.

تخلیه گاز خود نگهدار و غیر خود نگهدار وجود دارد.

تخلیه گاز غیر خود نگهدار

اگر عملکرد یونیزر متوقف شود، تخلیه نیز متوقف می شود.

وقتی دبی به حد اشباع رسید، نمودار افقی می شود. در اینجا رسانایی الکتریکی گاز فقط در اثر عمل یونیزر ایجاد می شود.

تخلیه گاز خود نگهدار

در این حالت، تخلیه گاز حتی پس از پایان یونیزه کننده خارجی به دلیل یون ها و الکترون های حاصل از یونیزاسیون ضربه (=یونیزاسیون شوک الکتریکی) ادامه می یابد. زمانی رخ می دهد که اختلاف پتانسیل بین الکترودها افزایش یابد (بهمن الکترونی رخ می دهد).
یک تخلیه گاز غیر خودپایدار می تواند به تخلیه گاز خودپایدار در زمانی که Ua = Uignition تبدیل شود.

تجزیه الکتریکی گاز

فرآیند تبدیل یک تخلیه گاز غیر خودپایدار به یک تخلیه خود نگهدار.

تخلیه گاز خودپایدار رخ می دهد 4 نوع:

1. دود شدن - در فشارهای کم (تا چند میلی متر جیوه) - در لوله های نور گاز و لیزرهای گاز مشاهده شده است.
2. جرقه - در فشار معمولی و قدرت میدان الکتریکی بالا (رعد و برق - قدرت جریان تا صدها هزار آمپر).
3. تاج - در فشار عادی در یک میدان الکتریکی غیر یکنواخت (در نوک).
4. قوس - چگالی جریان بالا، ولتاژ کم بین الکترودها (دمای گاز در کانال قوس -5000-6000 درجه سانتیگراد). در نورافکن ها و تجهیزات فیلم پروجکشن مشاهده می شود.

این ترشحات مشاهده می شود:

دود - در لامپ های فلورسنت؛
جرقه - در رعد و برق؛
کرونا - در رسوب‌دهنده‌های الکتریکی، در هنگام نشت انرژی؛
قوس - در حین جوشکاری، در لامپ های جیوه.

پلاسما

این چهارمین حالت تجمع یک ماده با درجه یونیزاسیون بالا به دلیل برخورد مولکول ها با سرعت بالا در دمای بالا است. در طبیعت یافت می شود: یونوسفر - پلاسمای یونیزه ضعیف، خورشید - پلاسمای کاملا یونیزه شده. پلاسمای مصنوعی - در لامپ های تخلیه گاز.

پلاسما می تواند:

دمای پایین - در دمای کمتر از 100000K؛
دمای بالا - در دمای بالای 100000K.

خواص اساسی پلاسما:

هدایت الکتریکی بالا
- تعامل قوی با میدان های الکتریکی و مغناطیسی خارجی.

در یک درجه حرارت

هر ماده ای در حالت پلاسمایی است.

جالب اینجاست که 99 درصد ماده موجود در کیهان پلاسما است

سوالات آزمون برای تست

طرح:

معرفی

• 1 مفاهیم اساسی
• 2 معادلات پایه
• 3 محتویات الکترودینامیک
• 4 بخش های الکترودینامیک
• 5 ارزش کاربردی
• 6 تاریخچه

معرفی

الکترودینامیک- شاخه ای از فیزیک که میدان الکترومغناطیسی را در کلی ترین حالت (یعنی میدان های متغیر وابسته به زمان در نظر گرفته می شود) و برهمکنش آن با اجسامی که دارای بار الکتریکی هستند (برهم کنش الکترومغناطیسی) مطالعه می کند. موضوع الکترودینامیک شامل ارتباط بین پدیده های الکتریکی و مغناطیسی، تابش الکترومغناطیسی (در شرایط مختلف، چه آزاد و چه در موارد مختلف برهمکنش با ماده)، جریان الکتریکی (به طور کلی، متغیر) و برهمکنش آن با میدان الکترومغناطیسی (جریان الکتریکی) است. را می توان زمانی در نظر گرفت که این مانند مجموعه ای از ذرات باردار متحرک باشد). هر گونه فعل و انفعال الکتریکی و مغناطیسی بین اجسام باردار در فیزیک مدرن به عنوان یک میدان الکترومغناطیسی رخ می دهد و بنابراین موضوع الکترودینامیک نیز می باشد.

اغلب تحت این اصطلاح الکترودینامیکبه طور پیش فرض، الکترودینامیک کلاسیک (بدون تأثیر بر اثرات کوانتومی) درک می شود. برای نشان دادن نظریه کوانتومی مدرن میدان الکترومغناطیسی و برهمکنش آن با ذرات باردار، معمولاً از اصطلاح الکترودینامیک کوانتومی پایدار استفاده می شود.

1. مفاهیم اساسی

مفاهیم اساسی مورد استفاده در الکترودینامیک عبارتند از:

• میدان الکترومغناطیسی موضوع اصلی مطالعه الکترودینامیک است، نوعی ماده که هنگام تعامل با اجسام باردار خود را نشان می دهد. از نظر تاریخی به دو حوزه تقسیم می شود:
  • میدان الکتریکی - ایجاد شده توسط هر جسم باردار یا میدان مغناطیسی متناوب، بر هر جسم باردار تأثیر می گذارد.
  • میدان مغناطیسی - که با حرکت اجسام باردار، اجسام باردار با اسپین و میدان های الکتریکی متناوب ایجاد می شود، بر بارهای متحرک و اجسام باردار دارای اسپین تأثیر می گذارد.
• بار الکتریکی خاصیت اجسام است که به آنها امکان ایجاد میدان های الکترومغناطیسی و همچنین تعامل با این میدان ها را می دهد.
• پتانسیل الکترومغناطیسی یک کمیت فیزیکی 4 بردار است که به طور کامل توزیع میدان الکترومغناطیسی در فضا را تعیین می کند. برجسته:
  • پتانسیل الکترواستاتیک - جزء زمان 4 بردار
  • پتانسیل برداری یک بردار سه بعدی است که از اجزای باقیمانده یک بردار 4 تشکیل شده است.
• بردار Poynting یک کمیت فیزیکی برداری است که به معنای چگالی شار انرژی یک میدان الکترومغناطیسی است.

2. معادلات اساسی

معادلات اساسی که رفتار میدان الکترومغناطیسی و برهمکنش آن با اجسام باردار را توصیف می‌کنند عبارتند از:

• معادلات ماکسول که رفتار میدان الکترومغناطیسی آزاد در خلاء و محیط و همچنین تولید میدان توسط منابع را تعیین می کند. از جمله این معادلات عبارتند از:
  • قانون القای فارادی که تولید میدان الکتریکی توسط یک میدان مغناطیسی متناوب را تعیین می کند.
  • قضیه گردش میدان مغناطیسی با اضافه کردن جریان های جابجایی معرفی شده توسط ماکسول، تولید میدان مغناطیسی را با حرکت بارها و میدان الکتریکی متناوب تعیین می کند.
  • قضیه گاوس برای میدان الکتریکی که تولید میدان الکترواستاتیکی را توسط بارها تعیین می کند.
  • قانون بسته شدن خطوط میدان مغناطیسی.
• عبارتی برای نیروی لورنتس که نیروی وارد بر باری که در میدان الکترومغناطیسی قرار دارد را تعیین می کند.
• قانون ژول-لنز که میزان اتلاف گرما را در یک محیط رسانا با رسانایی محدود در حضور میدان الکتریکی در آن تعیین می کند.

معادلات خاصی که اهمیت ویژه ای دارند عبارتند از:

• قانون کولن که قضیه گاوس را برای میدان الکتریکی و نیروی لورنتس ترکیب می کند و برهمکنش الکترواستاتیکی دو بار نقطه ای را تعیین می کند.
• قانون آمپر، که نیروی وارد بر جریان اولیه در میدان مغناطیسی را تعیین می کند.
• قضیه Poynting که قانون بقای انرژی در الکترودینامیک را بیان می کند.

3. محتویات الکترودینامیک

محتوای اصلی الکترودینامیک کلاسیک توصیف خواص میدان الکترومغناطیسی و برهمکنش آن با اجسام باردار است (اجسام باردار میدان الکترومغناطیسی را "تولید" می کنند، "منبع" آن هستند و میدان الکترومغناطیسی به نوبه خود بر روی اجسام باردار عمل می کند و ایجاد می کند. نیروهای الکترومغناطیسی). این توصیف علاوه بر تعریف اجسام و کمیت های اساسی مانند بار الکتریکی، میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی، پتانسیل الکترومغناطیسی، به معادلات ماکسول به یک شکل و فرمول نیروی لورنتس تقلیل یافته و به برخی موضوعات مرتبط نیز پرداخته است. مربوط به فیزیک ریاضی، کاربردها، کمیت های کمکی و فرمول های کمکی مهم برای کاربردها، مانند بردار چگالی جریان یا قانون تجربی اهم). این توضیحات همچنین شامل مسائل مربوط به بقا و انتقال انرژی، تکانه، تکانه زاویه ای توسط یک میدان الکترومغناطیسی، از جمله فرمول های چگالی انرژی، بردار Poynting و غیره است.

گاهی اوقات، اثرات الکترودینامیکی (برخلاف الکترواستاتیک) به عنوان آن تفاوت های قابل توجه بین حالت کلی رفتار میدان الکترومغناطیسی (به عنوان مثال، رابطه دینامیکی بین تغییر میدان های الکتریکی و مغناطیسی) از حالت ایستا درک می شود، که باعث می شود یک مورد خاص حالت استاتیک برای توصیف، درک و محاسبه بسیار ساده تر است.

4. بخش های الکترودینامیک

• الکترواستاتیک خواص میدان الکتریکی ساکن (بدون تغییر با زمان یا تغییر کند به اندازه کافی که «اثرات الکترودینامیکی» به معنایی که در بالا توضیح داده شد نادیده گرفته شود) و برهمکنش آن با اجسام باردار الکتریکی (بارهای الکتریکی) را توصیف می کند.
• Magnetostatics جریان های مستقیم و میدان های مغناطیسی ثابت (میدان ها در طول زمان تغییر نمی کنند یا به کندی تغییر می کنند که سرعت این تغییرات را می توان در محاسبه نادیده گرفت) و همچنین برهمکنش آنها را مطالعه می کند.
• الکترودینامیک پیوسته رفتار میدان های الکترومغناطیسی را در محیط پیوسته بررسی می کند.
• الکترودینامیک نسبیتی میدان های الکترومغناطیسی را در رسانه های متحرک در نظر می گیرد.

5. ارزش کاربردی

الکترودینامیک زیربنای اپتیک فیزیکی، فیزیک انتشار امواج رادیویی است، و همچنین تقریباً در تمام فیزیک نفوذ می کند، زیرا تقریباً همه شاخه های فیزیک باید با میدان ها و بارهای الکتریکی و اغلب با تغییرات و حرکات سریع غیر پیش پا افتاده سر و کار داشته باشند. علاوه بر این، الکترودینامیک یک نظریه فیزیکی نمونه است (هم در نسخه کلاسیک و هم در نسخه کوانتومی) که دقت بسیار بالایی از محاسبات و پیش‌بینی‌ها را با تأثیر ایده‌های نظری متولد شده در حوزه خود بر سایر حوزه‌های فیزیک نظری ترکیب می‌کند.

الکترودینامیک در فناوری از اهمیت بالایی برخوردار است و اساس: مهندسی رادیو، مهندسی برق، شاخه های مختلف ارتباطات و رادیو را تشکیل می دهد.

6. تاریخچه

اولین اثبات ارتباط بین پدیده های الکتریکی و مغناطیسی، کشف تجربی اورستد در سال های 1819-1820 در مورد تولید میدان مغناطیسی توسط جریان الکتریکی بود. او همچنین ایده برخی از تعاملات فرآیندهای الکتریکی و مغناطیسی در فضای اطراف رسانا را بیان کرد، اما به شکلی نسبتاً نامشخص.

در سال 1831، مایکل فارادی به طور تجربی پدیده و قانون القای الکترومغناطیسی را کشف کرد که اولین شواهد واضح از رابطه دینامیکی مستقیم میدان های الکتریکی و مغناطیسی شد. او همچنین (در رابطه با میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی) مبانی مفهوم میدان فیزیکی و برخی مفاهیم نظری اساسی را که توصیف میدان‌های فیزیکی را ممکن می‌سازد، توسعه داد و همچنین وجود امواج الکترومغناطیسی را در سال 1832 پیش‌بینی کرد.

در سال 1864، J. C. Maxwell برای اولین بار سیستم کامل معادلات "الکترودینامیک کلاسیک" را منتشر کرد که تکامل میدان الکترومغناطیسی و برهمکنش آن با بارها و جریان ها را توصیف می کرد. او از نظر تئوری یک فرض را مطرح کرد که نور یک موج الکترومغناطیسی است، یعنی. موضوع الکترودینامیک

الکترودینامیک … فرهنگ لغت املا - کتاب مرجع

نظریه کلاسیک (غیر کوانتومی) رفتار میدان الکترومغناطیسی، که برهمکنش بین الکتریکی را انجام می دهد. بارها (برهم کنش الکترومغناطیسی). قوانین کلاسیک ماکروسکوپی E. در معادلات ماکسول فرموله شده اند که اجازه می دهد ... دایره المعارف فیزیکی

- (از کلمه الکتریسیته، و یونانی دینامیس قدرت). بخشی از فیزیک که به عمل جریان های الکتریکی می پردازد. فرهنگ لغات کلمات خارجی موجود در زبان روسی. Chudinov A.N., 1910. ELECTRODYNAMICS از کلمه الکتریسیته و یونانی. پویایی، قدرت ... فرهنگ لغت کلمات خارجی زبان روسی

دایره المعارف مدرن

الکترودینامیک- نظریه کلاسیک فرآیندهای الکترومغناطیسی غیرکوانتومی که در آن نقش اصلی را برهمکنش بین ذرات باردار در رسانه های مختلف و در خلاء ایفا می کند. پیش از تشکیل الکترودینامیک آثار سی کولن، جی بیوت، اف. ساوارت، ... ... فرهنگ لغت دایره المعارف مصور

نظریه کلاسیک فرآیندهای الکترومغناطیسی در رسانه های مختلف و در خلاء. مجموعه عظیمی از پدیده‌ها را پوشش می‌دهد که در آن‌ها نقش اصلی را فعل و انفعالات بین ذرات باردار که از طریق میدان الکترومغناطیسی انجام می‌شود، ایفا می‌کند. فرهنگ لغت دایره المعارفی بزرگ

ELECTRODYNAMICS، در فیزیک، میدانی است که تعامل بین میدان های الکتریکی و مغناطیسی و اجسام باردار را مطالعه می کند. این رشته در قرن نوزدهم آغاز شد. او با آثار نظری خود جیمز مکسول، بعدها بخشی از... ... فرهنگ دانشنامه علمی و فنی

الکترودینامیک، الکترودینامیک، بسیاری دیگر. نه، زن (رجوع کنید به برق و دینامیک) (فیزیکی). گروه فیزیک، مطالعه خواص جریان الکتریکی، الکتریسیته در حرکت؛ مورچه الکترواستاتیک فرهنگ لغت توضیحی اوشاکوف. D.N. اوشاکوف. 1935 1940 … فرهنگ توضیحی اوشاکوف

ELECTRODYNAMICS، و، g. (متخصص.). تئوری فرآیندهای الکترومغناطیسی در محیط های مختلف و در خلاء. فرهنگ لغت توضیحی اوژگوف. S.I. اوژگوف، ن.یو. شودووا. 1949 1992 … فرهنگ توضیحی اوژگوف

اسم، تعداد مترادف: 2 دینامیک (18) فیزیک (55) فرهنگ لغت مترادف ASIS. V.N. تریشین. 2013 … فرهنگ لغت مترادف

الکترودینامیک- - [A.S. Goldberg. فرهنگ لغت انرژی انگلیسی - روسی. 2006] مباحث مهندسی قدرت در الکترودینامیک عمومی EN ... راهنمای مترجم فنی

کتاب ها

• الکترودینامیک، A. E. Ivanov. این کتاب درسی خودکفا است: سخنرانی هایی را ارائه می دهد که چندین سال توسط یک دانشیار در مرکز تخصصی آموزشی و علمی MSTU ارائه شده است. N. E. Bauman...
• الکترودینامیک، سرگئی آناتولیویچ ایوانف. ...

تعریف 1

الکترودینامیک یک رشته عظیم و مهم از فیزیک است که خواص کلاسیک و غیر کوانتومی میدان الکترومغناطیسی و حرکت بارهای مغناطیسی با بار مثبت را که با استفاده از این میدان با یکدیگر برهمکنش می‌کنند، مطالعه می‌کند.

شکل 1. مختصری در مورد الکترودینامیک. نویسنده24 - تبادل آنلاین آثار دانشجویی

به نظر می رسد الکترودینامیک طیف گسترده ای از فرمول بندی های مختلف مسائل و راه حل های هوشمندانه آنها، روش های تقریبی و موارد خاص است که با قوانین و معادلات اولیه کلی در یک کل ترکیب می شوند. دومی، که بخش اصلی الکترودینامیک کلاسیک را تشکیل می دهد، به طور مفصل در فرمول های ماکسول ارائه شده است. در حال حاضر، دانشمندان به مطالعه اصول این حوزه در فیزیک، اسکلت ساخت آن، روابط با سایر حوزه های علمی ادامه می دهند.

قانون کولن در الکترودینامیک به صورت زیر نشان داده می شود: $F= \frac (kq1q2) (r2)$ که $k= \frac (9 \cdot 10 (H \cdot m)) (Kl)$. معادله شدت میدان الکتریکی به صورت زیر نوشته شده است: $E= \frac (F)(q)$، و شار بردار القای میدان مغناطیسی $∆Φ=В∆S \cos (a)$.

در الکترودینامیک، بارهای آزاد و سیستم‌های بارها، که به فعال شدن یک طیف انرژی پیوسته کمک می‌کنند، در درجه اول مورد مطالعه قرار می‌گیرند. توصیف کلاسیک برهمکنش الکترومغناطیسی به دلیل این واقعیت است که از قبل در حد کم انرژی موثر است، زمانی که پتانسیل انرژی ذرات و فوتون ها در مقایسه با انرژی باقیمانده الکترون کوچک است.

در چنین شرایطی، اغلب ذرات باردار از بین نمی روند، زیرا تنها تغییر تدریجی در وضعیت حرکت ناپایدار آنها در نتیجه تبادل تعداد زیادی فوتون کم انرژی وجود دارد.

یادداشت 1

با این حال، حتی در انرژی‌های بالای ذرات در محیط، علی‌رغم نقش مهم نوسانات، الکترودینامیک می‌تواند با موفقیت برای توصیف جامع از میانگین آماری، ویژگی‌ها و فرآیندهای ماکروسکوپی استفاده شود.

معادلات پایه الکترودینامیک

فرمول های اصلی که رفتار میدان الکترومغناطیسی و برهمکنش مستقیم آن با اجسام باردار را توصیف می کنند، معادلات ماکسول هستند که اعمال احتمالی یک میدان الکترومغناطیسی آزاد در محیط و خلاء و همچنین تولید کلی میدان توسط منابع را تعیین می کند.

از جمله این مقررات در فیزیک می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• قضیه گاوس برای میدان الکتریکی - در نظر گرفته شده برای تعیین تولید یک میدان الکترواستاتیک توسط بارهای مثبت.
• فرضیه خطوط میدان بسته - تعامل فرآیندهای درون خود میدان مغناطیسی را ترویج می کند.
• قانون القای فارادی - تولید میدان های الکتریکی و مغناطیسی را توسط ویژگی های متغیر محیط ایجاد می کند.

به طور کلی، قضیه آمپر- ماکسول ایده ای منحصر به فرد در مورد گردش خطوط در یک میدان مغناطیسی با افزودن تدریجی جریان های جابجایی است که توسط خود ماکسول معرفی شده است، که دقیقاً تبدیل میدان مغناطیسی را با حرکت بارها و عمل متناوب تعیین می کند. میدان الکتریکی

بار و نیرو در الکترودینامیک

در الکترودینامیک، برهمکنش نیرو و بار میدان الکترومغناطیسی از تعریف مشترک زیر از میدان‌های بار الکتریکی $q$، انرژی $E$ و مغناطیسی $B$ ناشی می‌شود که به عنوان یک قانون فیزیکی اساسی بر اساس کل ایجاد شده‌اند. مجموعه ای از داده های تجربی فرمول نیروی لورنتس (در ایده‌آل‌سازی بار نقطه‌ای که با سرعت معینی حرکت می‌کند) با جایگزینی سرعت $v$ نوشته می‌شود.

هادی ها اغلب حاوی مقدار زیادی بار هستند، بنابراین، این بارها به خوبی جبران می شوند: تعداد بارهای مثبت و منفی همیشه با یکدیگر برابر است. در نتیجه، کل نیروی الکتریکی که دائماً بر هادی وارد می شود نیز صفر است. نیروهای مغناطیسی که بر روی بارهای منفرد در یک رسانا عمل می کنند، در نهایت جبران نمی شوند، زیرا در حضور جریان، سرعت حرکت بارها همیشه متفاوت است. معادله عمل یک هادی با جریان در میدان مغناطیسی را می توان به صورت زیر نوشت: $G = |v ⃗ |s \cos(a) $

اگر ما نه یک مایع، بلکه یک جریان کامل و پایدار از ذرات باردار را به عنوان یک جریان مطالعه کنیم، آنگاه کل پتانسیل انرژی که به صورت خطی از منطقه عبور می کند برای $1s$ قدرت فعلی برابر با: $I = ρ| \vec (v) |s \cos(a) $، که $ρ$ چگالی شارژ (در واحد حجم در کل جریان) است.

تبصره 2

اگر میدان مغناطیسی و الکتریکی به طور سیستماتیک از نقطه ای به نقطه دیگر در یک مکان خاص تغییر کند، در عبارات و فرمول های جریان های جزئی، مانند مایع، مقادیر متوسط ​​$E⃗ $ و $B⃗$ در سایت باید وارد شود

جایگاه ویژه الکترودینامیک در فیزیک

جایگاه قابل توجه الکترودینامیک در علم مدرن را می توان از طریق کار معروف A. Einstein تأیید کرد که در آن اصول و مبانی نظریه نسبیت خاص به تفصیل بیان شد. کار علمی این دانشمند برجسته "در مورد الکترودینامیک اجسام متحرک" نامیده می شود و شامل تعداد زیادی معادلات و تعاریف مهم است.

الکترودینامیک به عنوان یک رشته جداگانه از فیزیک شامل بخش های زیر است:

• دکترین حوزه اجسام و ذرات فیزیکی ساکن اما دارای بار الکتریکی؛
• دکترین خواص جریان الکتریکی؛
• دکترین تعامل میدان مغناطیسی و القای الکترومغناطیسی؛
• مطالعه امواج الکترومغناطیسی و نوسانات

همه بخش های فوق با قضیه D. Maxwell که نه تنها یک نظریه منسجم از میدان الکترومغناطیسی ایجاد و ارائه کرد، بلکه تمام خواص آن را توصیف کرد و وجود واقعی آن را اثبات کرد، به یکی تبدیل شدند. کار این دانشمند خاص به دنیای علم نشان داد که میدان های الکتریکی و مغناطیسی شناخته شده در آن زمان فقط مظهر یک میدان الکترومغناطیسی واحد است که در سیستم های مرجع مختلف عمل می کند.

بخش قابل توجهی از فیزیک به مطالعه الکترودینامیک و پدیده های الکترومغناطیسی اختصاص دارد. این حوزه تا حد زیادی مدعی وضعیت یک علم جداگانه است، زیرا نه تنها تمام الگوهای برهمکنش های الکترومغناطیسی را بررسی می کند، بلکه آنها را با جزئیات از طریق فرمول های ریاضی توصیف می کند. تحقیقات عمیق و طولانی مدت در الکترودینامیک راه های جدیدی را برای استفاده از پدیده های الکترومغناطیسی در عمل به نفع همه بشریت باز کرده است.