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.

 

Newtonové jablká III

19.05.2017

Najväčšiu zásluhu Newton mal pri vytvorení gravitačného zákona. Zásadné zistenie bolo, že telesá majú zrýchlenie počas pádu. To znamená, že bude na ne pôsobiť počas pádu konštantná viac »

Newtonové jablká II

11.05.2017

Na konci predchadzajúceho článku som spomenul kinetickú energiu. Čo je to vlastne energia vo fyzike. V normálnej hovorovej reči môžeme povedať ten má energiu. To isté bude platiť vo fyzike, viac »

Newtonové jablká

11.04.2017

Trochu začnem od počiatkov modernej fyziky. Anglický fyzik a matematik Izak Newton matematicky popísal na základe svojich meraní aj Galileových meraní pohybov planét, základné zákony mechaniky viac »

Nemecko, Sigmar Gabriel, vicekancelár

Berlín, ktorý je v spore s Ankarou, uisťoval tureckú menšinu o podpore

22.07.2017 17:57

Sigmar Gabriel sa obrátil na Turkov žijúcich v Nemecku, aby ich ubezpečil, že s aktuálnym sporom medzi Berlínom a Ankarou nemajú nič spoločné a nijako ich neohrozuje.

Viktor Orbán

Orbán: Integrácia zlyhá. Moslimovia sa považujú za silnejších, než sú kresťania

22.07.2017 14:11

Podpora migrácie nie je odpoveďou na ekonomické problémy, povedal maďarský konzervatívny premiér Viktor Orbán.

Viktor Orbán, prejav

Inkvizícia EÚ namierená proti Poľsku nikdy nemôže uspieť, tvrdí Orbán

22.07.2017 13:35

Maďarsko použije všetky právne prostriedky, aby v Európskej únii preukázalo solidaritu s Poľskom. Povedal to maďarský premiér Viktor Orbán.

grecko, protest, demonstracia

Zadlžení Gréci sú z najhoršieho vonku

22.07.2017 13:00

Grécku ešte vlani hrozil odchod z eurozóny, no teraz sa podľa mnohých makroekonomických ukazovateľov pomaly dostáva z najhoršieho.

Štatistiky blogu

Počet článkov: 94
Celková čítanosť: 162264x
Priemerná čítanosť článkov: 1726x

Autor blogu

Kategórie