פרק 3ב - קוואזיסטטיקה

From EM Fields - TAU
Revision as of 21:03, 23 December 2021 by RonelM (talk | contribs)
Jump to navigation Jump to search

תזכורות

בהרצאה 1 קיבלנו את משוואות מקסוול, ובהרצאה 2 את תנאי השפה.

תנאי שפה משוואה
שדה חשמלי – אי-רציפות רכיב ניצב לשפה n^⋅(ϵ0E→2−ϵ0E→1)=η ∇×E=−μ0∂H∂t
שדה חשמלי – רציפות רכיב משיק לשפה n^×(E→2−E→1)=0 ∇×H=ϵ0∂E∂t+J
שדה מגנטי – רציפות רכיב ניצב לשפה n^⋅(μ0H→2−μ0H→1)=0 ∇⋅(ϵ0E)=ρ
שדה מגנטי – אי-רציפות רכיב משיק לשפה n^×(H→2−H→1)=K→ ∇⋅(μ0H)=0
חוק שימור המטען על שפה n^⋅(J→2−J→1)+∇2D⋅K→=−∂η∂t ∇⋅J=−∂ρ∂t

משוואות מקסוול - משטר קוואזיסטטי

כנקודת התחלה לקירוב הקוואזיסטטי, השדות משתנים לאט בזמן:

∂∂t⟶0נרצה לדעת ולתאר עבור אילו פרמטרים של המערכת הקירוב הזה רלוונטי.

הטור הקוואזיסטטי

נרשום את השדות באמצעות טור:

E→(r→,t)=∑n=0∞E→(n)(r→,t) ; H→(r→,t)=∑n=0∞H→(n)(r→,t)כאשר n הוא סדר האיבר בטור.

זהו טור אסימפטוטי ביחס ל ∂∂t⟶0:

lim∂∂t→0E(n)E(n−1)<<1נרשום טור זהה למקורות:

J→(r→,t)=∑n=0∞J→(n)(r→,t) ; ρ(r→,t)=∑n=0∞ρ→(n)(r→,t)נשים לב כי קיימים מספר הבדלים בטור חזקות שהגרנו עד כה, לבין טור אסימפטוטי.

טור חזקות רגיל

נגדיר לפונקציה טור חזקות סביב x0:

f(x)=∑n=0∞bn(x−x0)nאם רדיוס ההתכנוס של הטור הוא R, אז לכל |x−x0|<R

שארית הטור:

ϵN=∑n=N+1∞bn(x−x0)nמתקיים:

limN→∞ϵN=0

טור אסימפטוטי

אם לפונקציה יש פיתוח סביב x0:

f(x)∼∑n=0∞anϕn(x−x0)limx→x0ϕn+1ϕn=0עבור x→x0 השגיאה מקיימת:

ϵN=[f(x)−∑n=0Nanϕn(x−x0)]<<ϕN(x−x0)הטור לא חייב:

  • להיות טור מתכנס
  • עבור x≠x0 לשפר את דיוק הקירוב כאשר מוסיפים איברים נוספים!
נסכם את ההבדלים:
טור אסימפטוטי טור חזקות "רגיל"
N N is const N→∞
x x→x0 x is const
ϵN ϵN<<ϕN ϵN→0