กระแสแม่เหล็ก

| แม่เหล็กไฟฟ้า |
|---|
กระแสแม่เหล็กโดยทั่วไปแล้ว คือ กระแสที่ประกอบด้วยโมโนโพลแม่เหล็ก ที่เคลื่อนที่ มีหน่วยเป็นโวลต์สัญลักษณ์ที่ใช้กันทั่วไปสำหรับกระแสแม่เหล็กคือซึ่งคล้ายคลึงกับสำหรับกระแสไฟฟ้ากระแสแม่เหล็กสร้างสนามไฟฟ้าในลักษณะเดียวกับการสร้างสนามแม่เหล็กโดยกระแสไฟฟ้า ความหนาแน่นของกระแสแม่เหล็กซึ่งมีหน่วยเป็น V/m² (โวลต์ต่อตารางเมตร) มักจะแสดงด้วยสัญลักษณ์และ[ a ]ตัวยกแสดงถึงความหนาแน่นของกระแสแม่เหล็กทั้งหมดและที่ถูกกระตุ้น[ 1 ] กระแสที่ถูกกระตุ้นเป็นแหล่งพลังงาน ในหลายกรณีที่มีประโยชน์ การกระจายประจุไฟฟ้าสามารถแทนที่ทางคณิตศาสตร์ด้วยการกระจายกระแสแม่เหล็กที่เทียบเท่ากันได้ กลวิธีนี้สามารถใช้เพื่อทำให้ปัญหาสนามแม่เหล็กไฟฟ้าบางอย่างง่ายขึ้น[ b ] [ c ] เป็น ไปได้ที่จะใช้ทั้งความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าและความหนาแน่นของกระแสแม่เหล็กในการวิเคราะห์เดียวกัน[ 4 ] : 138
ทิศทางของสนามไฟฟ้าที่เกิดจากกระแสแม่เหล็กถูกกำหนดโดยกฎมือซ้าย (ทิศทางตรงข้ามกับที่กำหนดโดยกฎมือขวา ) ดังที่เห็นได้จากเครื่องหมายลบในสมการ[ 1 ]
กระแสการกระจัดแม่เหล็ก
กระแสการกระจัดแม่เหล็กหรือที่ถูกต้องกว่า คือ ความหนาแน่นของกระแสการกระจัดแม่เหล็กคือคำที่คุ้นเคย∂ B /∂ t [ d ] [ e ] [ f ] มันเป็นส่วนประกอบหนึ่งของ[ 1 ] [ 2 ] ที่ไหน
- คือกระแสแม่เหล็กทั้งหมด
- คือกระแสแม่เหล็กที่ถูกส่งเข้าไป (แหล่งพลังงาน)
ศักย์เวกเตอร์ไฟฟ้า
ศักย์เวกเตอร์ไฟฟ้าFคำนวณได้จากความหนาแน่นกระแสแม่เหล็กในทำนองเดียวกันกับที่ศักย์เวกเตอร์แม่เหล็ก A ถูกคำนวณจากความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า[ 1 ] : 100 [ 4 ] : 138 [ 3 ] : 468 ตัวอย่างการใช้งาน ได้แก่เสาอากาศ ลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางจำกัด และหม้อแปลง[ 5 ]
ศักย์เวกเตอร์แม่เหล็ก:
ศักย์เวกเตอร์ไฟฟ้า: โดยที่Fอยู่ที่จุดและเวลาคำนวณจากกระแสแม่เหล็กที่ตำแหน่งห่างไกลในเวลาที่ผ่านมาสถานที่ตั้งเป็นจุดกำเนิดภายในปริมาตรΩที่มีการกระจายกระแสแม่เหล็ก ตัวแปรการอินทิเกรตเป็นองค์ประกอบปริมาตรที่อยู่รอบตำแหน่งช่วงเวลาก่อนหน้านี้เรียกว่าเวลาหน่วงและคำนวณได้ดังนี้
เวลาที่ล่าช้าจะคำนึงถึงเวลาที่จำเป็นสำหรับการแพร่กระจายของผลกระทบทางแม่เหล็กไฟฟ้าจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งเพื่อชี้.
รูปแบบเฟเซอร์
เมื่อฟังก์ชันทั้งหมดของเวลาเป็นฟังก์ชันไซน์ที่มีความถี่เดียวกัน สมการในโดเมนเวลาสามารถแทนที่ด้วย สมการ ในโดเมนความถี่ได้ โดยเวลาที่ล่าช้าจะถูกแทนที่ด้วยพจน์เฟส ที่ไหนและเป็นปริมาณเฟเซอร์ และคือเลขคลื่น
เครื่องสร้างระบายแม่เหล็ก

การกระจายกระแสแม่เหล็ก ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าเครื่องกำเนิดกระแสแม่เหล็กอาจใช้แทนแหล่งกำเนิดและสายป้อนในการวิเคราะห์เสาอากาศไดโพลที่มี เส้นผ่านศูนย์กลางจำกัด [ 4 ] : 447–450 อิมพีแดนซ์ ของแหล่งจ่ายแรงดันและสายป้อนจะถูกรวมเข้ากับความหนาแน่นของกระแสแม่เหล็ก ในกรณีนี้ ความหนาแน่นของกระแสแม่เหล็กจะกระจุกตัวอยู่ในพื้นผิวสองมิติ ดังนั้นหน่วยของคือโวลต์ต่อเมตร
รัศมีด้านในของขอบหยักเท่ากับรัศมีของไดโพล ส่วนรัศมีด้านนอกถูกเลือกเพื่อให้ ที่ไหน
- = อิมพีแดนซ์ของสายส่งป้อน (ไม่ได้แสดงในภาพ)
- = อิมพีแดนซ์ของพื้นที่ว่าง
สมการนี้เหมือนกับสมการสำหรับอิมพีแดนซ์ของสายเคเบิลโคแอกเซียลอย่างไรก็ตาม ไม่ได้สมมติและไม่จำเป็นต้องใช้สายป้อนสัญญาณโคแอกเซียล
แอมพลิจูดของเฟเซอร์ความหนาแน่นกระแสแม่เหล็กกำหนดโดย: กับ ที่ไหน
- = ระยะห่างจากแกนในแนว รัศมี
- .
- = ขนาดของเฟเซอร์แรงดันแหล่งจ่ายที่ขับเคลื่อนสายป้อน
ดูเพิ่มเติม
หมายเหตุ
- ^อย่าสับสนกับค่าการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก M
- ^ "สำหรับปัญหาแม่เหล็กไฟฟ้าบางอย่าง การแก้ปัญหามักจะได้รับความช่วยเหลือจากการนำความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าและแม่เหล็กที่เทียบเท่ากันมาใช้" [ 2 ]
- ^ "ยังมีปัญหาอื่นๆ อีกมากมายที่การใช้กระแสแม่เหล็กและประจุสมมติเป็นประโยชน์อย่างมาก" [ 3 ]
- ^ "เนื่องจากสมมาตรของสมการของแม็กซ์เวลล์ เทอม ∂B/∂t ... จึงถูกกำหนดให้เป็นความหนาแน่นกระแสการกระจัดแม่เหล็ก" [ 2 ]
- ^ "ตีความได้ว่าเป็น ... กระแสการเคลื่อนที่ของแม่เหล็ก..." [ 3 ]
- ^ "นอกจากนี้ยังสะดวกที่จะพิจารณาเทอม ∂B/∂t เป็นความหนาแน่นกระแสการกระจัดแม่เหล็ก" [ 1 ]