Založ si blog

Intenzita indukcia a vlnenie

Zhrniem čo som písal o elektrickej a magnetickej intenzite a indukcii. Intenzita určuje silu toku poľa na určitej vzdialenosti. Indukcia určuje hustotu toku na jednotku plochy. Pomer indukcia/intenzita nám udáva vodivosť prostredia.

Elektrostatická intenzita je odvodená so sily pôsobenia dvoch nábojov, alebo nápätie/dĺžka medzi pólmi. Pre elektrostatiku vzťahy sú: medzi el. tokom Ψ  a plochou S je el. indukcia D, D=Ψ/S. Pomer medzi indukciou D a intenzitou E udáva el. vodivosť prostredia, permitivitu ε, ε=D/E. El. intenzitu a  si môžeme predstaviť ako 2 rovnaké náboje Q ktoré pôsobia na seba silou F. Každý náboj bude pôsobiť na druhý svojou el. intenzitou E silovo. E=F/Q=> 1/4πε*Q/r². Pre napätie a vzdialenosť medzi pólmi l platí vzťah E=U/l. Pre elektrostatickú indukciu platí vzťah D=ε*E=ε*1/ε*Q/4π*r²=Q/4π*r²=Q/S,* je plocha okolo náboja vo vzdialenosti r. Elektrostatická indukcia je hustota náboja na ploche.

Pre magnetické veličiny platí B=Φ/S. B magnetická indukcia, Φ magnetický tokje plocha ktorou prechádza tok Φ. Pomer mg. indukcie B a mg. intenzity H udáva mg. vodivosť prostredia permeabilitu μ, B/H=μ. Intenzita H je závislá od súčtu prúdov ΣI ktoré obopína siločiara l v danej vzdialenosti. ΣI/l=H. Napr. intenzita H okolo vodiča pri zanedbaní priemeru vodiča je H=I/*r. I je prúd vodiča, r je kolmá vzdialenosť od vodiča. Intenzita H je daná násobkom prúdu a dĺžke siločiary ktorý ho obopína. Mg indukcia B pôsobí silovo na prúd I. Vzťah je F=B*l/d. F je sila ktorá pôsobí v mg poli, l je dĺžka vodiča v mg. poli a d je vzdialenosť vodiča od najsilnejšieho mg. poľa. Pre dva prúdy ktoré sú rovnobežne vedľa seba platí F= μ*I1/d *I2*l. Vzťah μ*I1/d je indukcia B okolo jedného vodiča. μ je permeabilita  v ktorom sú prúdy, I2 je druhý prúd, d je vzdialenosť medzi vodičmi a l je dĺžka vodičov ktoré pôsobia na seba. Ak máme vzťah pre prúd I=Q/t, prúd je pomer elektrického náboja na čase t, tak je to vlastne rýchlosť náboja cez prierez vodiča. Samotný náboj rýchlosťou okolo seba vytvorí mg. pole. Vzťah pre silu elektrického náboja ktorý má svoju rýchlosť v mg poli je F=B*Q*v. F je sila ktorá pôsobí na náboj, Q velkosť náboja a v je rýchlosť náboja. S posledného vzťahu vyplýva, že elektrické a magnetické polia na seba pôsobia.

Ampérov zákon v kocke hovorí: okolo vodiča ktorím prechádza elektrický prúd sa vytvorí elmg indukcia B. Bude závislá na prostredí μ, mg. intenzite H. vzťah je B=μ*H. Intenzita okolo vodiča je daná vzťahom H=I/2π*r. Nie je tam ale zakomponovaný samotný elektrický náboj. Ten tiež vytvára mg pole pri pohybe okolo seba. Ale môžeme vyjadriť indukciu B podľa rýchlosti a el. intenzity B=v*μ*ε*E. je rýchlosť náboja, μ ε sú mg. a el. vodivosti prostredia kde sa pohybuje náboj a E je jeho intenzita. ε*E=D, je to hustota náboja vo vzdialenosti r a indukcia je B=v*μ*D. v*D nám predstavuje intenzitu H.

Vzťah medzi el. a magnetickým poľom určil Maxwell. dal návod svojimi teóriami pre spojenie elektrostatiky a magnetizmu.  Bolo to na základe meraní Ampéra a Faradayovho indukovaného napätia. Odvodil z toho aj tvar poľa, elektrostatická intenzita E vyviera s elementárneho náboja q. Magnetická indukcia B sa šíri len okolo pohybujúceho náboja. Preto magnetická intenzita nikde nevyviera. Fyzicky dokázať správnosť výpočtov v tej dobe nebolo možné.

Chyba bola pri určovaní permitivity. Pre permitivitu  používali bezrozmerné číslo, hodnota vo vákuu bola 1. Rozmer zo vzťahu pre permitivitu   je ε=D/E=(Q/S)/ε*(Q/S) s toho nám skutočne je ε bezrozmerné číslo s hodnotou 1 vo vákuu. Ale keď si dosadíme za ε ε=D/E=(Q/S)/(U/l) tak dostaneme vzťah ε=D/E=Q/U*l. Keď dosadíme rozmery Q=As U=V l=m dostávame rozmer As/Vm.

Zistilo sa v tej dobe, že pohybom vodiča na jeho koncoch vzniká premenlivé el. napätie tzv. indukované napätie ui. Meraním zistili vzťah ui=B*l*v.  B je indukcia kde sa pohybuje vodič, l je jeho dĺžka v mg poli a v je rýchlosť pretínania mg. poľa vodičom. Keď si to rozpíšeme súčin Δs*l nám predstavuje ΔS, zmena plochy. ΔΦ=B*ΔS =ΔΦ=ΔB*S. Indukované napätie ui vzniká zmenou magnetického toku ΔΦ na čase ui=ΔΦ/Δt. Ak by sme uvažovali intenzitu ui/l=v *B dostávame E=v*B. Vyjadrením rýchlosti získame vzťah E/B=v. rozpísaním dostaneme rovnicu Q/ε*πd²/μ*Q/π*d*t = v. Po vykrátení t/ε*μ*d = v. Ďalej rozpíšeme keď priemer Δd/Δt=v => 1/ε*μ=v². Pre hodnoty vo váku platí v=c=1/√μ0*ε0 Elektromagnetická vlna nevznikne bez zmeny el poľa,nebude mať mg. zložku a vzniká zmenou jedného poľa ktoré generuje druhé B=v*μ*ε*E a E=v*B. Pretože hodnota ε0 je najmenšia vo vákuu tak rýchlosť c bude najvyššia akú môžeme dosiahnuť.Potom hodnota permitivity vákua bude ε0=1/√c*μ0. To že zmenou jedného poľa vzniká zmena iného poľa súčasne usúdil Maxwell, že mg a el polia sa šíria vo vlnách. Vo vákuu sa budú šíriť rýchlosťou svetla, pretože ak nie je zmena el. intenzity nevytvorí sa zmena mg. indukcie, sú elmg vlny nehmotné. Mal šťastie, že vtedy sa robilo meranie rýchlosti svetla mohol zakomponovať do vzorca pre permitivitu vákua c ako vtedy meranú rýchlosť svetla 313000 km/s ε0=1/√c*μ0. S týchto úvah sa zrodili dnešné teórie o svetle. Teória relativity sa začala kombinovať už v 19. storočí. Maxwellom, dokončil ju Einstein. Budem rád keď si to niekto prečíta.

 

Teplo a svetlo II

23.05.2018

Trochu by som chcel nadviazať na predchadzajúci článok. Boli tam Plancková konštanta a Wienová konštanta. Pri ich matematickom odvodení sa využila tzv. Bolztmanová konštanta. Trochu ju rozvediem viac »

Teplo a svetlo

07.05.2018

Pri silnom zohrievaní telies sa vyžaruje aj aj viditeľné svetlo. Učili sme sa na základnej, že teplota je pohyb molekúl v materiáli. Tiež sme sa aj učili o spektre slnečného svetla. Slnečné viac »

Rýchlosť svetla a hodnoty vákua II

22.04.2018

Myslím si, že väčšina ľudí vie čo je elektrické a magnetické pole. Elektrické pole sa nachádza v okolí elektricky nabitého telesa a magnetické pole okolo toku elektrických nábojov, (elektrický viac »

Libra, Veľká Británia

Rast britskej ekonomiky sa takmer zastavil

27.05.2018 09:00

Ekonomika Veľkej Británie v prvom štvrťroku medzikvartálne posilnila iba o 0,1 percenta pre slabé výdavky domácností a podnikateľské investície.

VENEZUELA-USA/

Američan väznený takmer dva roky vo Venezuele je už doma

27.05.2018 08:53

Donald Trump v Bielom dome privítal Američana, ktorého spolu so ženou väznili dva roky vo Venezuele.

Trump Kim

USA sa podľa Trumpa naďalej pripravujú na júnový summit s Kimom

27.05.2018 08:00

Trump rokovania s Kimom vo štvrtok odvolal z dôvodu "obrovského hnevu a otvoreného nepriateľstva" vo vodcových nedávnych vyhláseniach.

Imunológ Vladimír Leksa

Zastaviť metastázy? Odpoveď sa skrýva aj v materskom mlieku

27.05.2018 07:00

Vedci prišli na to, ako by sa dalo zabrániť šíreniu rakovinových buniek a predchádzať tak tvorbe metastáz. Odborníci objavili novú funkciu proteínu laktoferín. Ten sa nachádza najmä v materskom mlieku.

Štatistiky blogu

Počet článkov: 114
Celková čítanosť: 201132x
Priemerná čítanosť článkov: 1764x

Autor blogu

Kategórie