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.

 

Planckove jednotky

13.11.2018

Prečo vlastne Planck vytvoril jednotky podľa konštánt. My sme stanovili základné jednotky meter a kilogram podľa určitých dohovorov. Meter je desať milióntina zemského kvadrantu. Kilogram je viac »

Planckove hodnoty

23.10.2018

Einstein zostavil rovnicu pre celkovú energiu telesa E=m·c2 a podľa Planckovej konštanty a frekvencie určil energiu fotónu Ef=h·f. Pokiaľ by sme miesto frekvencie fotónu udávali uhlovú rýchlosť viac »

Planckova konštanta

11.10.2018

Písal som minule, že planckova konštanta si zaslúži vlastný blog. Ako sa k nej dopracovalo. Pri skúmaní žiarenia celkom čierného telesa Anglický fyzici Raylegh a Jeans podľa úvahy, elektromagnetická viac »

Britain EU Brexit

Analýza Najhorší scenár sú vzájomné clá na autá

15.11.2018 10:00

Na Britských ostrovoch aktuálne vrcholia rokovania o výhodách podpísania dohody o odchode z Európskej únie. Najväčšou hrozbou je, že Veľká Británia by opustila Európsku úniu bez dohody a na vzájomný obchod by sa uvalili vysoké clá.

Afganistan, výbuch, útok, dym

Útok Talibanu na západe Afganistanu pripravil o život 30 policajtov

15.11.2018 09:44

Militantom sa podarilo ukoristiť veľké množstvo zbraní a munície.

peniaze, euro

Slováci vyhľadávajú rizikové investície do firemných dlhopisov

15.11.2018 09:33

Nízke úrokové sadzby na klasických sporiacich produktoch vedú Slovákov k tomu, že čoraz viac vyhľadávajú rizikovejšie investície do firemných dlhopisov.

Marian Janušek

VIDEO: Začína sa súd s exministrom Janušekom z kauzy nástenkový tender

15.11.2018 09:30

Najvyšší súd má dnes rozhodnúť o odvolaní exministra výstavby Mariana Janušeka v kauze nástenkový tender.