Շեղման հոսանք

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Jump to navigation Jump to search
Displacement current.jpg

Հայտնի է, որ մագնիսական դաշտ կարելի է ստեղծել էլեկտրական հոսանքի միջոցով։ Հարց է առաջանում, արդյո՞ք դա միակ միջոցն է, թե այն կարելի է ստեղծել նաև այլ կերպ։ Այս հարցի վերաբերյալ մտորել էր անգլիացի գիտնական Մաքսվելը և հանգել այն եզրակացության, որ եթե փոփոխվող մագնիսական դաշտը կարող է ստեղծել էլեկտրական դաշտ (էլեկտրամագնիսական մակածման միջոցով), ապա հնարավոր է նաև մագնիսական դաշտի ստեղծումը փոփոխվող էլեկտրական դաշտի միջոցով։ Դա բացատրելու համար նա ենթադրեց, որ փոփոխվող էլեկտրական դաշտը կարող է ստեղծել հիպոթետիկ հոսանք, որին նա անվանեց շեղման հոսանք, որն ել ստեղծում է մագնիսական դաշտ։ Ծանոթանանք Մաքսվելի դատողություննե- րի հետ, որոնք նրան բերեցին այս եզրակացությանը։ Լրիվ հոսանքի օրենքի համա- ձայն ( ինտեգրալային տեսքով՝

: Անընդհատության հավա- սարման (լիցքի պահպանման օրենքի) համաձայն` ։ Այս բոլորը ճիշտ է

ստացիոնար դաշտերի համար, որտեղ 0 և, հետևաբար, = 0։ Սա նշանակում է, որ այս դեպքում վեկտորի գծերը չունեն աղբյուրներ և միշտ փակ գծեր են։

Պարզենք, կիրառելի են արդյո՞ք վերը բերված առնչությունները ժամանակի մեջ փոփոխվող դաշտերի համար։ Դրա համար վերցնենք լիցքավորվող

կոնդենսատոր և դիտարկենք այն մագնիսական դաշտը, որը ստեղծվում է կոնդենսատորը լիցքավորող հոսանքով։ Այդ հոսանքը ժամանակի ընթացքում փոխվում է։ Ընտրենք որոշակի կամայական փակ g կոնտուր, որը պարփակում է մեր ընտրած հոսանքակիր հաղորդիչը(տես նկարը)։ Եթե վերցնենք կոնտուրով պարփակված S մակերևույթը, ապա տեսնում ենք, որ այն թափանցվում է հաղորդականության հոսանքով, որի խտությունը է։ Այդ հոսանքով ստեղծված դաշտի համար կարող ենք գրել

Իսկ եթե դիտարկենք մակերևությթը, որը ընտրված է այնպես, որ նա անցնում է կոնդենսատորի շրջադիրների արանքով, և, հետևաբար, չի թափանցվում հոսանքով (շրջադիրների միջև հաղորդականության հոսանք չի հոսում), ապա նույն մագնիսական դաշտի համար ։ Հանգում ենք հակասության՝ մի կողմից նույն կոնտուրի վրա հենված մակերևույթի համար , մյուս կողմից մակերևույթի համար նույն դաշտի համար։ Ուրեմն, ոչ ստացիոնար դաշտերի համար լրիվ հոսանքի օրենքը բերված տեսքով կիրառելի չէ։ Հավանաբար, լրիվ հոսանքի օրենքը արտահայտող հավասարման աջ մասում բացակայում է գումարելի, որը պիտի կախված լինի փոփոխվող դաշտից։ Հակասությունը վերացնելու նպատակով Մաքսվելը առաջարկեց ներմուծել հավասարման աջ մասում լրացուցիչ անդամ, որին անվանեց շեղման հոսանք։ Այս պարագայում լրիվ հոսանքի օրենքը դիֆերենցիալ տեսքով կլինի՝ rot ։Այստեղ մեծությունը դա լրիվ հոսանքի խտությունն է շղթայում, հաղորդականության, շեղման հոսանքներինը։ Այժմ ենթարկենք rot հավասարման երկու կողմերը դիվերգենցիայի գործողության՝div( rot ) ։ Մյուս կողմից Գաուսի թեորեմից հետևլ էր, որ div ։ Ուրեմն div =div() Մենք կապեցինք Մաքսվելի կողմից ներմուծված հիպոթետիկ շեղման հոսանքը փոփոխվող էլեկտրական դաշտի հետ։ Լրիվ հոսանքի օրենքը կգրվի rot + տեսքով, ⇒ + (ինտեգրալային տեսք)։ Շեղման հոսանքի ներմուծումը հավասարազոր դարձրեց իրենց հատկություններով մագնիսական և էլեկտրական դաշտերը։ Փոփոխվող մագնիսական դաշտը առաջացնում է մրրիկային էլեկտրական դաշտ (մակածման երևույթ),փոփոխվող էլեկտրական դաշտը առաջացնում է մագնիսական դաշտ (շեղման հոսանքը գործում է հաղորդականության հոսանքի նման)։

Աղբյուրներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Cheng, David K., Field and Wave Electromagnetics