פרק 4 - עבודה ואנרגיה

From EM Fields - TAU
Revision as of 21:44, 8 January 2022 by RonelM (talk | contribs)
Jump to navigation Jump to search

אינטואיציה

מה ההספק שהמקור מספק בבעיה הזו?

Pout=v(t)⋅i(t)=v(t)[iL+iC+iR]=v(t)⋅iL+v(t)⋅iC+v(t)⋅iR=L⋅iL˙⋅iL+v⋅c⋅v˙+v⋅vR=12∂∂t(L⋅iL2)+12∂∂t(C⋅v2)+v2RPout=∂∂t(12LiL2)⏟uM+∂∂t(12Cv2)⏟uE+v2R⏟Presistor lossולכן, שטף ההספק הנכנס למעגל:

Pout=∂∂t(uM+uE)+Ploss⏟>0חוקי שימור - חוק שימור המטען

∯J→⋅n^ds==ddt∭ρdV

חוקי שימור - חוק שימור התנע

F→=dp→dt/⋅p→⇒F→⋅p→=p→dp→dtהתנע הוא p→=mv→, ולכן:

F→⋅mv→=∂∂t[(p→⋅p→)/2]∫F→v→=∫∂∂t(|p|22m)⏟kinetic energyולכן:

W=∫F→⋅v→=12m(pf2−pi2)

כוח לורנץ

נניח כי יש מטען ρ, צפיפות זרם J→=ρv→, ויש גם שדה חשמלי ומגנטי.

p⏟lorentz force=∭⏟system(ρE→+μ0ρv→×H→⏟prependicular to v→⇒=0)⋅v→dv=∭E→⋅ρv→dv=∭E→⋅J→dvנשתמש בזהות:

∇⋅(E×H)=H⋅(∇×E)−E⋅(∇×H)נציב ב E→⋅J→ את:

J=∇×H→−ϵ0∂E→∂tונקבל:

E→⋅J→=E→⋅(∇×H→−ϵ0∂E∂t)=−ϵ0E→∂E→∂t+H→⋅(∇×E)⏟=−μ0∂H→∂t−∇⋅(E→×H→)=−ϵ0E→∂E∂t−μ0H→∂H∂t−∇⋅(E→×H→)נציב את הביטוי, בתוך האינטגרל, ונקבל:

∭E→⋅J→dV=∭[∂∂t(−ϵ02|E|2−μ02|H|2)−∇⋅(E→×H→)]dV