Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Công nghệ thông tin Kỹ thuật lập trình Bài giảng lý thuyết trường điện từ từ trường dừng...

Tài liệu Bài giảng lý thuyết trường điện từ từ trường dừng

.PDF
28
707
83

Mô tả:

Nguyễn g y Công g Phương g Lý thuyết trường điện từ Nội dung 1. Giới thiệu 2. Giải tích véctơ 3. Luật Coulomb & cường độ điện trường 4. Dịch chuyển điện, luật Gauss & đive 5. Năng lượng & điện thế 6. Dòng điện & vật dẫn 7. Điện môi & điện dung g 8. Các phương trình Poisson & Laplace 9. Từ trường dừng 10. Lực ự từ & điện ệ cảm 11. Trường biến thiên & hệ phương trình Maxwell 12. Sóng phẳng 13. Phản xạ & tán xạ sóng phẳng 14. Dẫn sóng & bức xạ Lý thuyết trường điện từ 2 Giới thiệu (1) • Môn học nghiên g cứu các điện tích ((đứngg yyên & chuyển y động) g) sinh ra dòng điện & các trường điện – từ • Cơ sở của kỹ thuật điện • Tại sao cần học? – Tương thích điện từ – Điện tử số tốc độ cao – Sóng Só rađiô, điô kết nối ối không khô dây, dâ kết nối ối quang, … • Ứng dụng: ăngten, thiết bị vi sóng, viễn thông, phát thanh truyền hình, radar, máy tính, v.v… • Lý thuyết mạch là trường hợp đặc biệt của lý thuyết trường (kích thước mạch đủ nhỏ so với bước sóng) Ampere Faraday, Faraday Gauss, Gauss Lenz Lenz, Coulomb Coulomb, Maxwell, Maxwell … • Ampere, Lý thuyết trường điện từ 3 Giới thiệu (2) Trường điện từ Điện trường tĩnh Từ trường tĩnh Điện từ trường biến thiên q 0 t I 0 t I 0 t Lý thuyết trường điện từ 4 Giới thiệu (3) • W. H. Hayt, J. A. Buck. Engineering Electromagnetics. McGraw-Hill, 2007 • E. J. Rothwell,, M. J. Cloud. Electromagnetics. g CRC Press, 2001 Q , L. V. Bảng. g Cơ sở lýý thuyết y • N. B. Thành,, N. T. Quân, trường điện từ. NXB Đại học & trung học chuyên nghiệp, 1970 • http://groups.google.com/group/3i-hut Lý thuyết trường điện từ 5 Nội dung • • • • • • • • • • • Giới thiệu Giải tích véctơ Luật Coulomb & cường độ điện trường Dị h chuyển Dịch h ể điện, điệ luật l ật Gauss G & đi đive Năng lượng & điện thế Dòng ò g điện đ ệ & dây dẫn dẫ Điện môi & điện dung Các phương trình Poisson & Laplace Trường từ dừng Lực từ, vật liệu từ & cảm ứng từ Trường biến thiên & hệ phương trình Maxwell Lý thuyết trường điện từ 6 Giải tích véctơ • • • • • Vô hướng & véctơ Hệ toạ độ Descartes Tích vô hướng & tích hữu hướng Hệ toạ độ trụ tròn Hệ toạ độ cầu Lý thuyết trường điện từ 7 Vô hướng & véctơ • Vô hướng: g đại ạ lượng ợ g được ợ biểu diễn bằng g một ộ số thực ự (âm hoặc dương) • Ví dụ về vô hướng: khoảng cách, thời gian, nhiệt độ, khối lượng, l … • Vô hướng ký hiệu bằng chữ nghiêng, VD t, m, E,… • Véctơ: Vé t đđạii lượng l đđược biể biểu diễ diễn bằ bằng độ lớ lớn (l (luôn ô dương) & hướng trong không gian (2D, 3D, nD) • Ví dụ về véctơ: lực, lực vận tốc, tốc gia tốc, tốc … • Véctơ ký hiệu bằng chữ thẳng, đậm, VD A • Có thể thay ký hiệu A bằng A Lý thuyết trường điện từ 8 Giải tích véctơ • • • • • Vô hướng & véctơ Hệ toạ độ Descartes Tích vô hướng & tích hữu hướng Hệ toạ độ trụ tròn Hệ toạ độ cầu Lý thuyết trường điện từ 9 Hệ toạ độ Descartes (1) z 0 y x Lý thuyết trường điện từ 10 Hệ toạ độ Descartes (2) z Mặt phẳng x = xa Mặt phẳng z = za 0 y x Mặt phẳng y = ya a (xa, ya, za) Lý thuyết trường điện từ 11 Hệ toạ độ Descartes (3) z dy 0 x dV P dz y dx dV = dxdydz Lý thuyết trường điện từ 12 Hệ toạ độ Descartes (4) z z r az x y 0 ax ay y x r=x+y+z x = xax; y = yyay; z = zaz → r = xax + yay + zaz Lý thuyết trường điện từ = rxax + ryay + rzaz 13 Tích vô hướng (1) • A A·B B = |A||B|cosθAB – ||A|:| độ lớn của véctơ A – |B|: độ lớn của véctơ B – θAB: góc nhỏ hơn giữa hai véctơ A & B • A·B = B·A • A·B = AxBx + AyBy + AzBz Lý thuyết trường điện từ 14 Tích vô hướng (2) B θBa B a θBa B·a a ( a)a (B·a)a Thành phần vô hướng của véctơ B theo hướngg véctơ đơn vị a Thành phần hữu hướng của véctơ B theo hướngg véctơ đơn vị a VD: Bx = B·ax VD: Bxax = (B·ax)ax Lý thuyết trường điện từ 15 Ví dụ Tích vô hướng (3) Xét một trường véctơ G = yax – 2,5xay + 3az và điểm Q(4, 5, 2). Tính: a)) G tạii Q ? b) thành phần vô hướng của G tại Q theo hướng của véctơ aN = ⅓(2ax + ay – 2az) ? c) thành phần hữu hướng của G tại Q theo hướng của aN ? a) G (rQ )  5a x  2,5.4a y  3a z  5a x  10a y  3a z 1 1 b) G  a N  (5a x  10a y  3a z )  (2a x  a y  2a z )  (10  10  6)  2 3 3 1 c) ( G  a N )a N  (2) (2a x  a y  2a z )  11,333 333a x  00, 667a y  11,333 333a z 3 Lý thuyết trường điện từ 16 Tích hữu hướng • A AB B = aN|A||B|sinθAB – aN: véctơ pháp tuyến • B BA A = – (A (AB) B) A ax ay az A  B  Ax Bx Ay By Az Bz θAB B AB ax, ay, az : véctơ đơn vị của các trục x, y, z Lý thuyết trường điện từ 17 Giải tích véctơ • • • • • Vô hướng & véctơ Hệ toạ độ Descartes Tích vô hướng & tích hữu hướng Hệ toạ độ trụ tròn Hệ toạ độ cầu Lý thuyết trường điện từ 18 Hệ toạ độ trụ tròn (1) z 0 y ρ z x φ ρ, φ, z Lý thuyết trường điện từ 19 Hệ toạ độ trụ tròn (2) z dρ dz z+dz z y 0 x φ φ+dφ ρ ρdφ ρ+dρ d = ρdρdφdz dV d d d Lý thuyết trường điện từ 20
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan