Magnit maydon energiyasi - Мavzu : Elektromagnit induksiya. O’zaroinduksiya. Reja

|
Мavzu : Elektromagnit induksiya. O’zaroinduksiya. Reja
|
bet | 4/5 | Sana | 18.05.2024 | Hajmi | 183 Kb. | | #242834 |
Bog'liq 12 Elektromagnit induksiya O’zinduksiya O’zaroinduksiyaMagnit maydon energiyasi.
Magnit maydon energiyasini hisoblashuchun quyidagi zanjirdan foydalanamiz. Kalit bilan 1 va 2 klemmalarni ulasak, elektr yurituvchi kuchi ε bo'lgan tok manbai va induktivligi L bo'lgan g'altakdan (solenoid) iborat zanjir vujudga keladi. Bu zanjirdan o'tayotgan tok kuchi I ga teng bo'lganda g'altak ichidagi magnit maydon induksiyasi:
B =μ0 μIn/l (14)
bilan aniqlanar edi. Bunda n - g'altakdagi o'ramlar soni, l - g'altakning uzunligi.
Endi 1 va 2 ni uzib, 1 va 3 klemmalarni ulasak, induktivligi Lc va aktiv qarshiligi R dan iborat berk kontur vujudga keladi. Bu tajribada zanjir manbadan uzilganda elektr lampochka yona boshlaydi. Buning sababi shundan iboratki, Lc da o'zinduksiya EYUK ta'sirida yuzaga kelgan tok lampa orqali o'tadi. Ammo lampaning yonishi uzoq vaqt davom etmaydi. Tok kuchi juda tez kamayadi. Tok kuchi I bilan birga magnit maydon induksiyasi B ham kamayadi. Bu hodisada lampa cho'g'lanish tolasining qizishi g'altak magnit maydoni energiyasi hisobiga bo'ladi. Bu energiyani hisoblash uchun zanjirdagi tok kuchining nolgacha kamayish vaqtida o'zinduksiya EYUK tomonidan bajarilgan ishni hisoblash kerak. Bu tokning dt vaqtda bajargan ishi
dA= ε I dt=-IdФ (15)
Bu ifodani tok kuchining o'zgarish chegaralarida, ya'ni I dan 0 gacha bo'lgan intervalda integrallasak, zanjirni uzish vaqtida yo'qolgan magnit maydon energiyasi hisobiga bajarilgan ishni, ya’ni joul issiqligiga aylangan (Ri lampochkada) energiyani topamiz:
Demak, magnit maydon energiyasi W=LcI2/2 (16)
ω=W/v=B2/2 μ0 μ (17)
bu ifoda magnit maydon energiyasining zichligi deb ataladi.
ω=W/v=B2/2 μ0 μ =BH/2 (18)
Elеktromagnit to’lqinlar.
Ma’lumki davriy ravishda o`zgaruvchi elektromagnit maydonning tarqalishini elektromagnit to`lqin deb ataladi. Elektromagnit to`lqinni shunday ikki o`zaro perpendikulyar tekisliklarda yotuvchi sinusoidalar shaklida tasvirlash mumkinki, bunda to`lqin shu ikki tekislik kesishishi natijasida xosil bo`lgan chiziq bo`ylab tarqaladi. Maksvell ta’limotiga asosan, elektromagnit to`lqinning biror muxitda tarqalish tezligi shu muxitning elektr va magnit xususiyatlariga bog`liq bo`lib, uning qiymati quyidagi munosabat bilan aniqlanadi.
(1)
Vakuumda muhitning magnit sindiruvchanligi va dielektrik singdiruvchanli-gi birga teng. Shuning uchun vakuumda elektromagnit to`lqinning tarqalish tezligi
u holda (1)ni quyidagicha yozish mumkin
Demak elektromagnit to`lqinlar muxitda tarqalish tezligi vakuumdagi tezligidan marta kichik.
Ma’lumki elektromagnit to`lqin ikki o`zaro perpendikulyar tekisliklarda yotuvchi sinusoidalar shaklida tasvirlanadi, bunda elektro magnit to`lqin shu ikki tekislik kesishishi natijasida xosil bo`lgan chiziq bo`ylab tarqaladi. Maksvell tenglamasiga asosan o`zgaruvchan elektromagnit maydonining E va H kuchlanganlik vektorlari
(1) (2)
tipidagi to`lqin tenglamalari qanoatlantiradi. Bunda Laplas operatori, -elektromagnit to`lqinining tipidagi to`lqin tenglamalari qanoatlantiradi. Bunda Laplas operatori, -elektromagnit to`lqinining biror muhitdan taralish
tezligi. s-elektromagnit to`lqinni vakuumda tarqalish tezligi.
Elektromagnit to`lqinning muhitda tarqalish tezligi, vakuumdagi tezlikdan marta kichik. (2) tenglamani quyidagi ko`rinishda yozish mumkin
(3)
Bu tenglamalarning eng oddiy yechimi quyidagi ko`rinishda bo`ladi.
yassi monoxramatik elektromagnit to`lqin tenglamasi, bunda E0 va H0 mos ravishda to`lqinlarning elektr va magnit maydon kuchlanganliklari amplitudasi. to`lqin soni bo`lib u 2 metr uzunlikdagi kesmada joylashadigan to`lqin uzunliklarining sonini ifodalaydi.
-tebranishni boshlansich fazasi.
Umov-Poynting vektori. Elektromagnit to`lqinlarni payqash mumkinligi (uchun chiqishi, lampochkaning shu’lanishini va hakazo) bu to`lqinlarning o`zi bilan energiya ko`chirib yurishini ko`rsatadi. Birlik hajmidagi elektromagnit maydon energiyasi ya’ni elektr maydon energiyasini zichligi (4) va magnit maydon energiyasining zichligi
(5) yig`indisidan iborat. (6)
Elektromagnit maydonda elektr va magnit maydonlar energiyalarining zichliklari har bir momentda birday bo`ladi, ya’ni e=m u holda (6) quyidagicha yoziladi.
=2e=2m=0E2=0H2 (7)
Bundan (8)
(8) ga asosan (7) ni quyidagicha yozish mumkin
(9)
ifodaga asosan (9) ni quyidagicha yozamiz
yoki =EH
=S bo`lib S-birlik vaqtda birlik yuza orqali ko`chirilayotgan energiya ya’ni S==EH
bu ifodani vektor ko`rinishda S=[EH] shaklida yozish mumkin. E va H lar o`zaro perpendikulyar bo`lganligi uchun bu vektorlarning vektor ko`paytmasi elektromagnit to`lqinning tarqalish yo`nalishidagi S vektordir. S vektorni Umov-Poynting vektori deb ataladi.
Elektromagnit to`lqinlar birinchi marta Gers tajribasidan 8 yil keyin 1895 yil 7 mayda rus fizigi A.S.Popov tomonidan amalda qo`llanildi. A.S.Popov rus-fizika-ximiya jamiyati majlisida dunyoda birinchi radiopriyomnikni demonstransiya tildi va elektpromagnit to`lqinlarni simsiz aloqa vositasi sifatida keng ishlatish mumkinligini ko`rsatdi. Diapazoni santimetr va millimetr bo`lgan elektromagnit to`lqinlar radiolokatsiya (to`lqinlarni to`siqlardan qaytish) da keng qo`llaniladi. Hozirgi paytda fan va texnikaning xech bir soxasi yoki unda elektro magnit to`lqinlar ishlatilmasin.
Elektromagnit to`lqinlar o`z chastotalari va to`lqin uzunliklariga hamda nurlanish va qayd qilishning usullariga qarab bir necha turga bo`linadi. Bular: radioto`linlar, yorug`lik nurlanishi, rentgen nurlanishi, gamma nurlar va x.k.z.
|
| |