y T - yy z x T + yy T + yz T + yx T + xy T + zy T - xz T - zx T - zz T - xx T + xx T + zx T + xz T + zz T - zy T - xy T - yx T - yz

Σχετικά έγγραφα
ΑΣΥΡΜΑΤΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

3. ΥΝΑΜΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΩΝ ΒΡΑΧΙΟΝΩΝ

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ

Experiments are the only means of knowledge. Anyother is poetry and imagination. M.Plank 2 ΟΙ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΤΟΥ MAXWELL

ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙΙ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕ ΙΟ

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Γ. Επικαμπύλια και Επιφανειακά Ολοκληρώματα. Γ.1 Επικαμπύλιο Ολοκλήρωμα

u u u u u u u u u u u x x x x

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΟΥ

Μικροκυματικές Επικοινωνίες & Τεχνολογίες Χιλιοστομετρικών Κυμάτων

Εξισώσεις του Maxwell

Ανασκόπηση εννοιών ρευστομηχανικής

Διαφορική ανάλυση ροής

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ και ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

website:

Αστροφυσική. Ενότητα # 1 (Εισαγωγική): Εισαγωγή στη Ρευστομηχανική. Νικόλαος Στεργιούλας Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

( ) ( ) ( )z. HMY Φωτονική. Διάλεξη 08 Οι εξισώσεις του Maxwell. r = A r. B r. ˆ det = Βαθμωτά και διανυσματικά μεγέθη

Ηλεκτρική Μετατόπιση- Γραμμικά Διηλεκτρικά

Όσο χρονικό διάστηµα είχε τον µαγνήτη ακίνητο απέναντι από το πηνίο δεν παρατήρησε τίποτα.

ΕΜΒΟΛΙΜΗ ΠΑΡΑΔΟΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ. Μερικές βασικές έννοιες διανυσματικού λογισμού

Φυσική για Μηχανικούς

= lim. e 1. e 2. = lim. 2t 3

ΗΜ & Διάδοση ΗΜ Κυμάτων

(x(x 2 + y 2 + z 2 ) 1/2,y(x 2 + y 2 + z 2 ) 1/2,z(x 2 + y 2 + z 2 ) 1/2) =0 x y z. div A =0

A! Κινηµατική άποψη. Σχήµα 1 Σχήµα 2

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Μετατροπή από καρτεσιανό σε κυλινδρικό σύστηµα Απειροστές ποσότητες... 7

December 19, Raman. Stokes. Figure 1: Raman scattering

Καρτεσιανό Σύστηµα y. y A. x A

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ GAUSS

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ. q e = C Φορτίο Ηλεκτρονίου 1.1. Ηλεκτρικό Πεδίο 2.1. Ηλεκτρικό Πεδίο Σημειακού Φορτίου Q Ηλεκτρικό Πεδίο Σημειακού

ΘΕΩΡΙΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΩΝ ΚΑΙ ΕΛΑΣΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ

8 η Διάλεξη Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, φαινόμενα συμβολής, περίθλαση

Μαθηµατικός Λογισµός ΙΙ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ - ΤΜΗΜΑ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΤΟΜΟΣ Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ Ι

ΦΥΕ 14 6η ΕΡΓΑΣΙΑ Παράδοση ( Οι ασκήσεις είναι ϐαθµολογικά ισοδύναµες)

Δομή Διάλεξης. Ορισμός Ηλεκτρικού Δυναμικού και συσχέτιση με το Ηλεκτρικό Πεδίο

Πυκνότητα φορτίου. dq dv. Μικρή Περιοχή. φορτίου. Χωρική ρ Q V. Επιφανειακή σ. dq da Γραµµική λ Q A. σ = dq dl. Q l. Γ.

10. Παραγώγιση διανυσµάτων

Φυσική για Μηχανικούς

ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΗ ΡΕΥΣΤΩΝ

ΘΕΩΡΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ. Κ. Γ. Ευθυμιάδης Αικ. Σιακαβάρα Ε. Παπαδημητράκη-Χλίχλια Ι. Α. Τσουκαλάς

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΕΠΑΓΩΓΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΤΑΣΕΙΣ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΟΥ Ε ΑΦΟΥΣ

( ) Απειροστές περιστροφές και γωνιακή ταχύτητα ( ) = d! r dt = d! u P. = ω! r

ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ (ΚΕΦ 27) Μαγνητικές δυνάμεις

Φυσική για Μηχανικούς

ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΑΙ ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΗ ΙΟΝΙΖΟΥΣΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

Μαθηματική προσομοίωση φυσικών φαινομένων

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2015

Νόμος Ampere- Διανυσματικό Δυναμικό

d dx ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

1. Νόμος του Faraday Ορισμός της μαγνητικής ροής στην γενική περίπτωση τυχαίου μαγνητικού πεδίου και επιφάνειας:

ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ

Εφαρμογές Νόμος Gauss, Ηλεκτρικά πεδία. Ιωάννης Γκιάλας 7 Μαρτίου 2014

Ηλεκτρομαγνητισμός. Ηλεκτρικό πεδίο νόμος Gauss. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 1ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Διανύσματα, Ευθείες Επίπεδα, Επιφάνειες 2ου βαθμού Επιμέλεια: Ι. Λυχναρόπουλος

ΔΙΑΛΕΞΗ 2 Νόμος Gauss, κίνηση σε ηλεκτρικό πεδίο. Ι. Γκιάλας Χίος, 28 Φεβρουαρίου 2014

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

β) Για ένα μέσο, όπου το Η/Μ κύμα έχει ταχύτητα υ

2. Μια παραγωγίσιμη συνάρτηση f(x, y, z) έχει f(x 0, y 0, z 0 ) (0, 0, 0) και μηδενικό στιγμιαίο

ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕ ΙΟ

Φυσική για Μηχανικούς

1η ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ. Ηλεκτρικά πεδία

ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΗ ΡΕΥΣΤΩΝ

Κλασική Ηλεκτροδυναμική

Δ Ι Α Φ Ο Ρ Ι Κ Ο Ι Τ Ε Λ Ε Σ Τ Ε Σ

( ) Κλίση και επιφάνειες στάθµης µιας συνάρτησης. x + y + z = κ ορίζει την επιφάνεια µιας σφαίρας κέντρου ( ) κ > τότε η

1η ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ. Ηλεκτρικά φορτία, ηλεκτρικές δυνάμεις και πεδία

δικαιολογήσετε γιατί αναπτύσσεται ΗΕ στα άκρα αγωγού που κινείται σε µαγνητικό πεδίο

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ - Τμήμα Εφαρμοσμένων Μαθηματικών. «Μηχανική Συνεχούς Μέσου» (ΕΜ257) Εαρινό Εξάμηνο , Διδάσκων: Ι.

Author : Πιθανώς έχει κάποιο λάθος Supervisor : Πιθανώς έχει καποιο λάθος.

Ηλεκτρική δυναμική ενέργεια

Δυναμική Ενέργεια σε Ηλεκτρικό πεδίο, Διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού. Ιωάννης Γκιάλας 14 Μαρτίου 2014

Kεφάλαιο 4. Συστήµατα διαφορικών εξισώσεων.

1)Βρείτε την εξίσωση για το επίπεδο που περιέχει το σηµείο (1,-1,3) και είναι παράλληλο προς το επίπεδο 3x+y+z=a όπου a ένας αριθµός.

(ΚΕΦ 32) f( x x f( x) x z y

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ-ΟΠΤΙΚΗ, ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ-ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΤΕΛΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΠΕΡΙΟ ΟΥ ΙΟΥΝΙΟΥ

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ-ΒΑΣΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ

Διανύσματα 1. Διανύσματα Πρόσθεση Διανυσμάτων Φυσική ποσότητα που περιγράφεται μόνο από ένα αριθμό ονομάζεται βαθμωτή.

x 2 = b 1 2x 1 + 4x 2 + x 3 = b 2. x 1 + 2x 2 + x 3 = b 3

1. Ηλεκτρικό Φορτίο. Ηλεκτρικό Φορτίο και Πεδίο 1

EPIKAMPULIA KAI EPIFANEIAKA OLOKLHRWMATA

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΥ

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ

ΣΧΟΛΙΑ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ MAXWELL (N. FARADAY, N. AMPERE MAXWELL)

Hλεκτρομηχανικά Συστήματα Mετατροπής Ενέργειας

Μαγνητισμός μαγνητικό πεδίο

Α. Ροπή δύναµης ως προς άξονα περιστροφής

Μαγνητικά φαινόµενα: Σύντοµη ιστορική αναδροµή

Ηλεκτρομαγνητισμός. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

Andre-Marie Ampère Γάλλος φυσικός Ανακάλυψε τον ηλεκτροµαγνητισµό. Ασχολήθηκε και µε τα µαθηµατικά.

Όταν ένα δοκιµαστικό r φορτίο r βρεθεί µέσα σε ένα ηλεκτρικό πεδίο, δέχεται µια ηλεκτρική δύναµη: F = q E. Η ηλεκτρική δύναµη είναι συντηρητική.

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Ηλεκτρομαγνητισμός. Ηλεκτρικό πεδίο νόμος Gauss. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αγωγιμότητα σε ημιαγωγούς

ΑΝΩΤΑΤΟ ΣΥΜΒΟΥΛΙΟ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΠΡΟΣΩΠΙΚΟΥ ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟ

Transcript:

Συµπληρωµατικές Σηµειώσεις στα ΗΜ Πεδία (Κ. Χιτζανίδης Μάιος 2017 ΗΜ τάσεις σε υλικές επιφάνειες T + yy T + yz T + yx T + zy T + xy T - xx T - xz T - zx T - zz T + zz T + zx T + xz T + xx T - xy T - zy T - yx T - yz y T - yy z x M τάση: Δύναµη ανα µονάδα επιφάνειας (T xx,t xy,t xz : Οι 3 συνιστώσες της ΗΜ τάσης σε επιφάνεια κάθετη στο x (T yx,t yy,t yz : Οι 3 συνιστώσες της ΗΜ τάσης σε επιφάνεια κάθετη στο y (T zx,t zy,t zz : Οι 3 συνιστώσες της ΗΜ τάσης σε επιφάνεια κάθετη στο z

Συµπληρωµατικές Σηµειώσεις στα ΗΜ Πεδία (Κ. Χιτζανίδης Μάιος 2017 Ο τανυστής του Maxwell και το θεώρηµα διατήρησης της ΗΜ ορµής T em = T " p em = " D " B : χωρικη πυκνοτητα M ορµης " p em : ρυθµος ατροπης της πυκνοτητας της ΗΜ ορµης Ο τανυστής του Maxwell ταυτίζεται µε την ροή (διάνυσµα της ΗΜ ορµής (επίσης διάνυσµα. Αναλυτικά έχουµε: (T em, xx,t em,yx,t em,zx = (-T xx,-t yx,-t zx Οι 3 συνιστώσες της ροής της x συνιστώσας της ΗΜ ορµής (T em, xy,t em,yy,t em,zy = (-T xy,-t yy,-t zy Οι 3 συνιστώσες της ροής της y συνιστώσας της ΗΜ ορµής (T em, xz,t em,yz,t em,zz = (-T xz,-t yz,-t zz Οι 3 συνιστώσες της ροής της z συνιστώσας της ΗΜ ορµής Η ΗΜ ορµή ατρέπεται σε δύναµη που ασκείται πάνω σε φορτία και ρεύµατα. Άρα: p em = f L = ρ u E Ju B Ολοκληρωτική µορφή του νόµου διατήρησης της ΗΜ ορµής: d dt p em dv + # ˆn. T " ds = em S( V V S p em dv = ( ρ u E + Ju B dv V ( S Διαφορική µορφή του νόµου διατήρησης της ΗΜ ορµής: D B V S D B +. T " em =. " T = ρ u E Ju B T ji i=1,2,3 ( x, y,z Σηµειωτέον ότι:. T, ξ ξ j=1,2,3 = x, y,z, 1,2,3 j j=1,2,3

Συµπληρωµατικές Σηµειώσεις στα ΗΜ Πεδία (Κ. Χιτζανίδης Μάιος 2017 Γραµµικά ανισοτροπικά υλικά µέσα χωρίς απώλειες Η ΗΜ τάση επι επιφανείας πλευράς επιφάνειας ˆn δηλαδη, της πλευράς που «βλέπει» προς την θετική έννοια του µοναδιαίου (και κάθετου στην επιφάνεια διανύσµατος ˆn, στην περίπτωση που η πόλωση και η µαγνήτιση εξαρτάται αποκλειστικα από την ένταση του ηλεκτρικού και του µαγνητικού πεδίου αντίστοιχα ανεξαρτήτως θέσεως στο υλικό δἰνεται γενικά από τη σχέση: E n. ˆ ( ED + B nˆ D. de + B. d Για γραµµικά υλικά χωρίς απώλειες η παραπάνω σχέση εξειδικεύεται στη: + ( n. ˆ ED + B nˆ D. E B. w em ὀπου w em ειναι η πυκνότητα της ηλεκτροµαγνητικής ενέργειας στην εν λόγω πλευρά. Ο δεύτερος προσθεταίος της παραπάνω έκφρασης είναι η ορθή τάση επι της επιφανείας της πλευράς. Ενώ ο πρώτος περιέχει και ορθή τάση αλλά και διατµηση. Έτσι, η µεν ορθή τάση προκύπτει πολλαπλασιαζοντας πρώτα βαθµωτα (µε την πράξη εσωτερικού γινοµένου µε το διάνυσµα ˆn και το αποτέλεσµα ά παλι µε ˆn για να εκφράσουµε το αποτέλεσµα διανυσµατικά. Έτσι λοιπόν η ορθή τάση µπορεί να γραφεί ως εξής: nn.e ˆ ˆ n.d+nn. ˆ ˆ ˆ n.b ˆ + nˆ nde ˆ. nb ˆ. w em Η διατµητική τἀση είναι διανυσµατικό µέγεθος και προκύπτει από το αρνητικό διπλό εξωτερικό γινόµενο της τάσης µε το διάνυσµα ˆn, δηλαδή µέσω της πάξης ˆ ( ˆ διατµητική τάση γίνεται: n n (*. Έτσι η ( n.e ˆ nˆ ( nˆ D ( n. ˆ nˆ ( nˆ B Συνοψίζοντας: ( ˆ ˆ( ˆ ( ˆ ˆ( ˆ ( ˆ ˆw em ( ˆ ( ˆ ˆ ( ˆ ( ˆ ˆ ( ˆ ορθή τάση πλευράς n = n n.e n.d + n n. n.b n διατµητική τάση πλευράς n = n.e n n D n. n n B Προφανώς, σε αλλαγή πλευράς θα πρέπει να θέσουµε nˆ πλευρά, µε το ˆn, ειναι η (+ και η "κάτω" πλευρά µε το ˆ ˆ n, Θεωρώντας ότι η "πάνω" n ειναι η (- (δηλαδή το µαναδιαίο διάνυσµα ˆn έχει κατεύθυνση +, για να υπολογίσουµε την συνολική τάση επί της επιφάνειας σε συγκεκριµένο σηµείο, θα πρέπει να αθροίσουµε διανυσµατικα τις παραπάνω εκφράσεις για ˆn και n ˆ. Αρα: --------------------------------------------------------- (* Διότι: nˆ ( nˆ a a ( an. ˆ n ˆ

Συµπληρωµατικές Σηµειώσεις στα ΗΜ Πεδία (Κ. Χιτζανίδης Μάιος 2017 ορθή τάση σε επιφάνεια πλευρών (+ και ( wem + wem nˆ n.e ˆ n.d ˆ + nˆ n. ˆ n.b ˆ nˆ n.e ˆ n.d ˆ nˆ n. ˆ n.b ˆ nˆ nˆ + + + + + διατµητική τάση σε επιφάνεια πλευρών (+ και ( nˆ P n.e ˆ n ˆ n ˆ D n. ˆ n ˆ n ˆ B + n.e ˆ n ˆ n ˆ D + n. ˆ n ˆ n ˆ B + + + + Εφαρµόζοντας τις συνθήκες Maxwell για τις επιφάνειες: και τις σχέσεις για κάθε υλικό µέσο: + στην επιφάνεια ( + ( ( + ( σ ˆ u = ( = ( + ( ( + (, ˆ n. ˆ D D, n. B B 0, nˆ E E = 0 n = K u παίρνουµε: D= ε E+ P, 0 B= µ + µ M 0 0 ορθή τάση σε επιφάνεια πλευρών (+ και ( ( + ( ( ( + ( ( ( + ( ( + u ( + ( ( ( + ( ( ( + ( µ 0 wem wem ε nn. ˆˆ E E E.n ˆ+ µ nn. ˆˆ.nˆ nˆ n.e ˆ σ 0 0 + nn. ˆˆ E E P.nˆ + nn. ˆˆ M.nˆ nˆ + nˆ διατµητική τάση σε επιφάνεια πλευρών (+ και ( + ( + ( ( ( + ( + ( + ( ( ( + ( + ( ( µ 0 0 0 0 ( u ε n. ˆ E E nˆ nˆ E µ n. ˆ nˆ nˆ µ n. ˆ nˆ K nˆ nˆ P E P E.nˆ nˆ nˆ M M.nˆ Απλά ισοτροπικά υλικά µέσα Για γραµµικά υλικά στα οποία µπορούµε να θέσουµε: οι τάσεις αυτές γίνονται: D= ε E, B= µ

Συµπληρωµατικές Σηµειώσεις στα ΗΜ Πεδία (Κ. Χιτζανίδης Μάιος 2017 ( ( ορθή τάση σε επιφάνεια πλευρών (+ και ( ε ε nˆ n.e ˆ nˆ E nˆ n.e ˆ nˆ E 2 2 + 2 2 2 2 + + µ µ + nˆ n. ˆ nˆ nˆ n. ˆ nˆ 2 2 διατµητική τάση σε επιφάνεια πλευρών (+ και ( + 2 2 2 2 + + ( + ( + σ u u nˆ nˆ E nˆ K n.b ˆ 0ταν το ηλεκτρικό πεδίο είναι µόνο εγκάρσιο στις δύο πλευρές της επιφανειας δεν υφίσταται διατµητική ηλεκτρική τάση, παρά µόνο ορθή και, λόγω του νόµου του Gauss για το ηλεκτρικό πεδίο, θα πάρουµε: ορθή ηλεκτρικη τάση σε επιφάνεια πλευρών (+ και ( + w nˆ e e Όταν το µαγνητικό πεδίο είναι µόνο εγκάρσιο στις δύο πλευρές της επιφανειας, δεν υφίσταται διατµητική µαγνητική τάση, παρά µόνο ορθή: ορθή µαγνητικη τάση σε επιφάνεια πλευρών (+ και ( + w nˆ m m Όταν τώρα το ηλεκτρικό πεδίο είναι µόνο εφαπτοµενικό στις δύο πλευρές της επιφανειας, µε δεδοµένο τη συνέχεια των εφαπτοµενικών συνιστωσών του ηλεκτρικού πεδίου (νόµος Faraday δεν υφίσταται ορθή ηλεκτρική τάση. Στην περίπτωση εφαπτοµενικού µαγνητικου πεδίου στις δυο πλευρές της επιφάνειας έχουµε: w + ορθή µαγνητική τάση σε επιφάνεια πλευρών (+ και ( nˆ m m και η αντίστοιχη διατµητική µαγνητική τάση µηδενίζεται.