Список уравнений электромагнетизма
Статьи о |
Электромагнетизм |
---|
![]() |
В этой статье обобщены уравнения теории электромагнетизма .
Определения
[ редактировать ]
Здесь индексы e и m используются для различия электрических и магнитных зарядов . Определения монополей представляют теоретический интерес, хотя реальные магнитные диполи можно описать, используя силу полюсов. Есть две возможные единицы измерения силы монополя: Wb (Вебер) и Am (амперметр). Размерный анализ показывает, что магнитные заряды связаны соотношением q м (Вб) = ц 0 q м (Ам).
Начальные количества
[ редактировать ]Количество (общее название/я) | (Общий) символ/ы | единицы СИ | Измерение |
---|---|---|---|
Электрический заряд | q е , q , Q | С = Как | [ЭТО] |
Сила монополя , магнитный заряд | q м , г , п | Wb или Am | [Л] 2 [М][Т] −2 [Я] −1 (Вб) [Я][Л] (Ам) |
Электрические величины
[ редактировать ]
Вопреки сильной аналогии между (классической) гравитацией и электростатикой , не существует аналогов «центра заряда» или «центра электростатического притяжения».
Электротранспорт
Количество (общее название/я) | (Общий) символ/ы | Определение уравнения | единицы СИ | Измерение |
---|---|---|---|---|
Линейная, поверхностная, объемная плотность заряда | λ e для линейного, σ e для поверхности, ρ e для объема. | См − п , п = 1, 2, 3 | [Я][Т][Л] − п | |
Емкость | С | V = напряжение, а не объем. | F = КВ −1 | [Я] 2 [Т] 4 [Л] −2 [М] −1 |
Электрический ток | я | А | [Я] | |
электрического тока Плотность | Дж | Являюсь −2 | [Я][Л] −2 | |
тока смещения Плотность | Джей д | Являюсь −2 | [Я][Л] −2 | |
Плотность конвекционного тока | Джей с | Являюсь −2 | [Я][Л] −2 |
Электрические поля
Количество (общее название/я) | (Общий) символ/ы | Определение уравнения | единицы СИ | Измерение |
---|---|---|---|---|
Электрическое поле , напряженность поля, плотность потока, градиент потенциала | И | Северная Каролина −1 = V m −1 | [М][Л][Т] −3 [Я] −1 | |
Электрический поток | Φ Е | Н·м 2 С −1 | [М][Л] 3 [Т] −3 [Я] −1 | |
Абсолютная диэлектрическая проницаемость ; | е | Ф м −1 | [Я] 2 [Т] 4 [М] −1 [Л] −3 | |
Электрический дипольный момент | п | а = разделение зарядовнаправлен от -ve к +ve заряда | См | [Я][Т][Л] |
Электрическая поляризация, плотность поляризации | П | См −2 | [Я][Т][Л] −2 | |
Поле электрического смещения , плотность потока | Д | См −2 | [Я][Т][Л] −2 | |
Поток электрического смещения | Φ Д | С | [ЭТО] | |
Абсолютный электрический потенциал , ЭМ скалярный потенциал относительно точки Теоретический: | φ, В | В = ДК −1 | [М] [Л] 2 [Т] −3 [Я] −1 | |
Напряжение , Разность электрических потенциалов | Δ φ ,Δ V | В = ДК −1 | [М] [Л] 2 [Т] −3 [Я] −1 |
Магнитные величины
[ редактировать ]Магнитный транспорт
Количество (общее название/я) | (Общий) символ/ы | Определение уравнения | единицы СИ | Измерение |
---|---|---|---|---|
Линейная, поверхностная, объемная полюсная плотность | λ m для линейного, σ m для поверхности, ρ m для объема. | Вб м − п Являюсь (− n + 1) , | [Л] 2 [М][Т] −2 [Я] −1 (Вб) [Я][Л] (Ам) | |
Монопольный ток | В | Вб с −1 мс −1 | [Л] 2 [М][Т] −3 [Я] −1 (Вб) [Я][Л][Т] −1 (Являюсь) | |
Плотность монопольного тока | Дж м | Вб с −1 м −2 Являюсь −1 с −1 | [М][Т] −3 [Я] −1 (Вб) [Я][Л] −1 [Т] −1 (Являюсь) |
Магнитные поля
Количество (общее название/я) | (Общий) символ/ы | Определение уравнения | единицы СИ | Измерение |
---|---|---|---|---|
Магнитное поле , напряженность поля, плотность потока, индукционное поле | Б | Т = нет данных −1 м −1 = Вб м −2 | [М][Т] −2 [Я] −1 | |
Магнитный потенциал , ЭМ векторный потенциал | А | Т м = NA −1 = Вб м 3 | [М][Л][Т] −2 [Я] −1 | |
Магнитный поток | Ф Б | Вб = Т м 2 | [Л] 2 [М][Т] −2 [Я] −1 | |
Магнитная проницаемость | V·s·A −1 ·м −1 = Н·Д −2 = Т·м·А −1 = Вб·А −1 ·м −1 | [М][Л][Т] −2 [Я] −2 | ||
Магнитный момент , магнитный дипольный момент | м , мкм B , Π | Возможны два определения: используя силу шеста, используя токи: а = разделение полюсов N — количество витков проводника | Являюсь 2 | [Я][Л] 2 |
Намагниченность | М | Являюсь −1 | [Я] [Л] −1 | |
магнитного поля Интенсивность (напряжённость поля AKA) | ЧАС | Возможны два определения: наиболее распространенный: используя силу шеста, [1] | Являюсь −1 | [Я] [Л] −1 |
Интенсивность намагничивания , магнитная поляризация | я , Дж. | Т = нет данных −1 м −1 = Вб м −2 | [М][Т] −2 [Я] −1 | |
Самоиндукция | л | Возможны два эквивалентных определения: | Н = Вб А −1 | [Л] 2 [М] [Т] −2 [Я] −2 |
Взаимная индуктивность | М | Опять же возможны два эквивалентных определения: Нижние индексы 1,2 относятся к двум проводникам/индукторам, взаимно индуцирующим напряжение/связывающим магнитный поток друг через друга. Их можно заменить на нужный проводник/индуктор; | Н = Вб А −1 | [Л] 2 [М] [Т] −2 [Я] −2 |
Гиромагнитное отношение (для заряженных частиц в магнитном поле) | с | ГцТ −1 | [М] −1 [Т][Я] |
Электрические цепи
[ редактировать ]Цепи постоянного тока, общие определения
Количество (общее название/я) | (Общий) символ/ы | Определение уравнения | единицы СИ | Измерение |
---|---|---|---|---|
Напряжение на клеммах для | 5 раз | В = ДК −1 | [М] [Л] 2 [Т] −3 [Я] −1 | |
Напряжение нагрузки для цепи | V нагрузка | В = ДК −1 | [М] [Л] 2 [Т] −3 [Я] −1 | |
Внутреннее сопротивление источника питания | R целое | Ом = ВА −1 = Дж с С −2 | [М][Л] 2 [Т] −3 [Я] −2 | |
Сопротивление нагрузки цепи | R доб. | Ом = ВА −1 = Дж с С −2 | [М][Л] 2 [Т] −3 [Я] −2 | |
Электродвижущая сила (ЭДС), напряжение во всей цепи, включая источник питания, внешние компоненты и проводники. | И | В = ДК −1 | [М] [Л] 2 [Т] −3 [Я] −1 |
Цепи переменного тока
Количество (общее название/я) | (Общий) символ/ы | Определение уравнения | единицы СИ | Измерение |
---|---|---|---|---|
Напряжение резистивной нагрузки | В Р | В = ДК −1 | [М] [Л] 2 [Т] −3 [Я] −1 | |
Емкостное напряжение нагрузки | В С | В = ДК −1 | [М] [Л] 2 [Т] −3 [Я] −1 | |
Индуктивное напряжение нагрузки | В Л | В = ДК −1 | [М] [Л] 2 [Т] −3 [Я] −1 | |
Емкостное реактивное сопротивление | Х С | Ой −1 м −1 | [Я] 2 [Т] 3 [М] −2 [Л] −2 | |
Индуктивное реактивное сопротивление | Х Л | Ой −1 м −1 | [Я] 2 [Т] 3 [М] −2 [Л] −2 | |
Электрический импеданс переменного тока | С | Ой −1 м −1 | [Я] 2 [Т] 3 [М] −2 [Л] −2 | |
Фазовая постоянная | д, ж | безразмерный | безразмерный | |
Пиковый ток переменного тока | я 0 | А | [Я] | |
Среднеквадратический переменный ток | Я среднеквадратичное значение | А | [Я] | |
Пиковое напряжение переменного тока | В 0 | В = ДК −1 | [М] [Л] 2 [Т] −3 [Я] −1 | |
Среднеквадратичное напряжение переменного тока | В среднеквадратичное значение | В = ДК −1 | [М] [Л] 2 [Т] −3 [Я] −1 | |
ЭДС переменного тока, среднеквадратичное значение | В = ДК −1 | [М] [Л] 2 [Т] −3 [Я] −1 | ||
Средняя мощность переменного тока | W = Дж с −1 | [М] [Л] 2 [Т] −3 | ||
Емкостная постоянная времени | τ С | с | [Т] | |
Индуктивная постоянная времени | τ L | с | [Т] |
Магнитные цепи
[ редактировать ]Количество (общее название/я) | (Общий) символ/ы | Определение уравнения | единицы СИ | Измерение |
---|---|---|---|---|
Магнитодвижущая сила , ммс | Ф , | N = количество витков проводника | А | [Я] |
Электромагнетизм
[ редактировать ]Электрические поля
[ редактировать ]Общие классические уравнения
Физическая ситуация | Уравнения |
---|---|
Градиент электрического потенциала и поле | |
Начисление баллов | |
В точке локального массива точечных зарядов | |
В какой-то момент из-за непрерывного заряда | |
Электростатический крутящий момент и потенциальная энергия из-за неоднородных полей и дипольных моментов |
Магнитные поля и моменты
[ редактировать ]Общие классические уравнения
Физическая ситуация | Уравнения |
---|---|
Магнитный потенциал, ЭМ векторный потенциал | |
Благодаря магнитному моменту | |
Магнитный момент из-за распределения тока | |
Магнитостатический момент и потенциальная энергия из-за неоднородных полей и дипольных моментов |
Электрические схемы и электроника
[ редактировать ]Ниже N = количество проводников или компонентов схемы. Чистый индекс относится к эквивалентному и результирующему значению свойства.
Физическая ситуация | Номенклатура | Ряд | Параллельно |
---|---|---|---|
Резисторы и проводники |
| ||
Заряд, конденсаторы, токи |
| ||
Индукторы |
|
Схема | Уравнения цепи постоянного тока | Уравнения цепи переменного тока |
---|---|---|
RC-цепи | Уравнение цепи Заряд конденсатора Разряд конденсатора | |
RL-цепи | Уравнение цепи Рост тока индуктора Падение тока индуктора | |
LC-цепи | Уравнение цепи | Уравнение цепи Резонансная частота контура Заряд цепи Ток цепи Электрическая потенциальная энергия цепи Магнитная потенциальная энергия цепи |
RLC-схемы | Уравнение цепи | Уравнение цепи Заряд цепи |
См. также
[ редактировать ]- Определяющее уравнение (физическая химия)
- Уравнения Френеля
- Список уравнений классической механики
- Список уравнений механики жидкости
- Список уравнений гравитации
- Список уравнений ядерной физики и физики элементарных частиц
- Список уравнений квантовой механики
- Список уравнений волновой теории
- Список уравнений фотоники
- Список релятивистских уравнений
- Единицы электромагнетизма СИ
- Таблица термодинамических уравнений
Сноски
[ редактировать ]- ^ М. Мэнсфилд; К. О'Салливан (2011). Понимание физики (2-е изд.). Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-470-74637-0 .
Источники
[ редактировать ]- премьер-министр Уилан; М. Дж. Ходжсон (1978). Основные принципы физики (2-е изд.). Джон Мюррей. ISBN 0-7195-3382-1 .
- Г. Воан (2010). Кембриджский справочник физических формул . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-57507-2 .
- А. Халперн (1988). 3000 решенных задач по физике, серия Шаума . Мак Грау Хилл. ISBN 978-0-07-025734-4 .
- Р. Г. Лернер ; Г.Л. Тригг (2005). Энциклопедия физики (2-е изд.). Издательство VHC, Ганс Варлимонт, Springer. стр. 12–13. ISBN 978-0-07-025734-4 .
- CB Паркер (1994). Энциклопедия физики МакГроу Хилла (2-е изд.). МакГроу Хилл. ISBN 0-07-051400-3 .
- П. А. Типлер; Г. Моска (2008). Физика для ученых и инженеров: с современной физикой (6-е изд.). WH Freeman and Co. ISBN 978-1-4292-0265-7 .
- Л.Н. Рука; Джей Ди Финч (2008). Аналитическая механика . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-57572-0 .
- ТБ Аркилл; Си Джей Миллар (1974). Механика, вибрации и волны . Джон Мюррей. ISBN 0-7195-2882-8 .
- HJ Пейн (1983). Физика вибраций и волн (3-е изд.). Джон Уайли и сыновья. ISBN 0-471-90182-2 .
- Дж. Р. Форшоу; А.Г. Смит (2009). Динамика и относительность . Уайли. ISBN 978-0-470-01460-8 .
- ГЭГ Беннет (1974). Электричество и современная физика (2-е изд.). Эдвард Арнольд (Великобритания). ISBN 0-7131-2459-8 .
- ИС Грант; В. Р. Филлипс; Манчестерская физика (2008). Электромагнетизм (2-е изд.). Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-471-92712-9 .
- Диджей Гриффитс (2007). Введение в электродинамику (3-е изд.). Pearson Education, Дорлинг Киндерсли. ISBN 978-81-7758-293-2 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Л. Х. Гринберг (1978). Физика с современными приложениями . Holt-Saunders International WB Saunders and Co. ISBN 0-7216-4247-0 .
- Дж. Б. Мэрион; В. Ф. Хорняк (1984). Принципы физики . Международный колледж Сондерса Холта-Сондерса. ISBN 4-8337-0195-2 .
- А. Бейзер (1987). Концепции современной физики (4-е изд.). МакГроу-Хилл (международный). ISBN 0-07-100144-1 .
- HD Янг; Р. А. Фридман (2008). Университетская физика - с современной физикой (12-е изд.). Аддисон-Уэсли (Pearson International). ISBN 978-0-321-50130-1 .