สมการของ Maxwell เผยแพร่โดยนักวิทยาศาสตร์“ เจมส์เสมียนแม็กซ์เวลล์ ” ในปี 1860 สมการเหล่านี้บอกได้ว่าอะตอมหรือธาตุที่มีประจุให้เป็นอย่างไร แรงเคลื่อนไฟฟ้า เช่นเดียวกับแรงแม่เหล็กสำหรับการชาร์จแต่ละหน่วย พลังงานสำหรับการชาร์จแต่ละหน่วยเรียกว่าฟิลด์ องค์ประกอบอาจไม่เคลื่อนไหวหรือเคลื่อนไหวได้ สมการของแมกซ์เวลล์อธิบายว่าสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นได้อย่างไร กระแสไฟฟ้า เช่นเดียวกับประจุไฟฟ้าและสุดท้ายพวกเขาอธิบายว่าสนามไฟฟ้าสามารถสร้างสนามแม่เหล็กได้อย่างไร ฯลฯ สมการหลักช่วยให้คุณสามารถกำหนดสนามไฟฟ้าที่เกิดจากประจุได้ สมการถัดไปช่วยให้คุณสามารถกำหนดสนามแม่เหล็กได้และอีกสองสมการที่เหลือจะอธิบายว่าสนามไหลรอบวัสดุของมันอย่างไร บทความนี้กล่าวถึง ทฤษฎี Maxwell หรือ กฎหมายของ Maxwell . บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของ ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของ Maxwell .

Maxwell’s Equations คืออะไร

สมการแม็กซ์เวลล์ ถูกรวบรวมโดยสมการสี่สมการโดยแต่ละสมการจะอธิบายข้อเท็จจริงหนึ่งอย่างสอดคล้องกัน สมการทั้งหมดนี้ไม่ได้ถูกคิดค้นโดย Maxwell อย่างไรก็ตามเขาได้รวมสมการทั้งสี่ที่สร้างขึ้นโดย Faraday, Gauss และ Ampere แม้ว่า Maxwell จะรวมข้อมูลส่วนหนึ่งไว้ในสมการที่สี่คือกฎของแอมแปร์ แต่นั่นก็ทำให้สมการสมบูรณ์

สมการ Maxwells

กฎหมายฉบับแรกคือ กฎหมายเกาส์ มีไว้สำหรับสนามไฟฟ้าสถิต
กฎข้อที่สองก็เช่นกัน กฎหมายเกาส์ มีไว้สำหรับสนามแม่เหล็กคงที่
กฎข้อที่สามคือ กฎหมายของฟาราเดย์ ที่บอกการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กจะทำให้เกิดสนามไฟฟ้า
กฎข้อที่สี่คือ กฎหมายของแอมแปร์แมกซ์เวลล์ ที่บอกการเปลี่ยนแปลงของสนามไฟฟ้าจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก

สมการทั้งสองของ 3 และ 4 สามารถอธิบายถึง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่สามารถแพร่กระจายได้เอง การจัดกลุ่มของสมการเหล่านี้บอกได้ว่าการเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสนามไฟฟ้าและจากนั้นจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กเพิ่มเติม ดังนั้นซีรีส์นี้จึงดำเนินต่อไปและสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าก็พร้อมและกระจายไปทั่วพื้นที่

สมการทั้งสี่ของ Maxwell

สมการทั้งสี่ของ Maxwell อธิบายสองฟิลด์ที่เกิดขึ้นจากอุปกรณ์ไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า สนามมีทั้งไฟฟ้าและแม่เหล็กและแตกต่างกันอย่างไรในช่วงเวลา สมการทั้งสี่ของ Maxwell มีดังต่อไปนี้

“วิธีการออกแบบวงจร ”

กฎหมายข้อที่หนึ่ง: กฎหมายของเกาส์สำหรับไฟฟ้า
กฎข้อที่สอง: กฎของ Gauss สำหรับแม่เหล็ก
กฎข้อที่สาม: กฎแห่งการชักนำของฟาราเดย์
กฎข้อที่สี่: กฎหมายของแอมแปร์

สมการของแมกซ์เวลล์ทั้งสี่ข้างต้นคือเกาส์สำหรับไฟฟ้าเกาส์สำหรับแม่เหล็กกฎของฟาราเดย์สำหรับการเหนี่ยวนำ กฎของแอมแปร์ เขียนในรูปแบบต่างๆเช่น สมการแมกซ์เวลล์ในรูปอินทิกรัล และ สมการแมกซ์เวลล์ในรูปแบบเชิงอนุพันธ์ ซึ่งจะกล่าวถึงด้านล่าง

สัญลักษณ์สมการแม็กซ์เวลล์

สัญลักษณ์ที่ใช้ในสมการของ Maxwell มีดังต่อไปนี้

คือ หมายถึงสนามไฟฟ้า
ม หมายถึงแม่เหล็กยื่น
ง หมายถึงการกระจัดไฟฟ้า
ซ หมายถึงความแรงของสนามแม่เหล็ก
ป. หมายถึงความหนาแน่นของประจุ
ผม หมายถึงกระแสไฟฟ้า
ε0 หมายถึงการอนุญาต
เจ หมายถึงความหนาแน่นของกระแส
μ0 หมายถึงความสามารถในการซึมผ่าน
ค หมายถึงความเร็วของแสง
ม หมายถึงการสะกดจิต
ป หมายถึงโพลาไรเซชัน

กฎหมายข้อที่หนึ่ง: กฎหมายของเกาส์สำหรับไฟฟ้า

กฎข้อแรกของ Maxwell คือกฎหมาย Gauss ซึ่งใช้สำหรับ ไฟฟ้า . กฎเกาส์กำหนดว่าฟลักซ์ไฟฟ้าจากพื้นผิวปิดใด ๆ จะเป็นสัดส่วนกับประจุทั้งหมดที่อยู่ในพื้นผิว

รูปแบบหนึ่งของกฎของ Gauss ค้นพบการประยุกต์ใช้ระหว่างการคำนวณสนามไฟฟ้าในพื้นที่ของวัตถุที่มีประจุไฟฟ้า การใช้กฎหมายนี้กับประจุไฟฟ้าชนิดจุดในสนามไฟฟ้าเราสามารถแสดงให้เห็นว่ามันขึ้นอยู่กับกฎของคูลอมบ์

แม้ว่าพื้นที่หลักของสนามไฟฟ้าจะให้การวัดประจุสุทธิรวมอยู่ด้วย แต่การเบี่ยงเบนของสนามไฟฟ้าก็มีการวัดความกะทัดรัดของแหล่งกำเนิดและยังรวมถึงความหมายที่ใช้ในการป้องกันประจุด้วย

กฎข้อที่สอง: กฎของ Gauss สำหรับแม่เหล็ก

กฎข้อที่สองของ Maxwell คือกฎหมาย Gauss ซึ่งใช้สำหรับแม่เหล็ก กฎหมายเกาส์ระบุว่าการเบี่ยงเบนของสนามแม่เหล็กมีค่าเท่ากับศูนย์ กฎหมายนี้ใช้กับฟลักซ์แม่เหล็กผ่านพื้นผิวปิด ในกรณีนี้เวกเตอร์พื้นที่จะชี้ให้เห็นจากพื้นผิว

สนามแม่เหล็กเนื่องจากวัสดุจะถูกสร้างขึ้นผ่านรูปแบบที่มีชื่อว่าไดโพล ขั้วเหล่านี้มีความหมายได้ดีที่สุดโดยลูปของกระแส แต่จะคล้ายกับประจุบวกและประจุลบที่สะท้อนเข้าหากันอย่างมองไม่เห็น ในเงื่อนไขของเส้นสนามกฎนี้ระบุว่าเส้นสนามแม่เหล็กไม่เริ่มต้นหรือสิ้นสุด แต่สร้างลูปมิฉะนั้นขยายเป็นอินฟินิตี้ & ย้อนกลับ ในอีกแง่หนึ่งเส้นสนามแม่เหล็กใด ๆ ที่ผ่านระดับที่กำหนดจะต้องออกจากปริมาตรนั้นที่ใดที่หนึ่ง

“วงจรเครื่องส่งและรับสัญญาณไฟเบอร์ออปติก ”

กฎหมายนี้สามารถเขียนได้สองรูปแบบคือรูปแบบอินทิกรัลและรูปแบบที่แตกต่างกัน สองรูปแบบนี้เท่ากันเนื่องจากทฤษฎีบทไดเวอร์เจนซ์

กฎข้อที่สาม: กฎแห่งการชักนำของฟาราเดย์

กฎข้อที่สามของ Maxwell คือกฎของฟาราเดย์ ซึ่งใช้สำหรับการเหนี่ยวนำ กฎของฟาราเดย์ระบุว่าสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนเวลาจะสร้างสนามไฟฟ้าได้อย่างไร ในรูปแบบอินทิกรัลกำหนดว่าความพยายามในการชาร์จทุกหน่วยจำเป็นต้องเคลื่อนประจุในพื้นที่ของวงปิดซึ่งเท่ากับอัตราการลดลงของฟลักซ์แม่เหล็กระหว่างพื้นผิวที่ปิดล้อม

เช่นเดียวกับสนามแม่เหล็กสนามไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำด้วยพลังรวมถึงเส้นสนามปิดหากไม่ได้วางไว้บนสนามไฟฟ้าสถิต คุณลักษณะการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้านี้เป็นหลักการทำงานที่อยู่เบื้องหลังหลายประการ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า : ตัวอย่างเช่นแม่เหล็กที่มีแถบหมุนจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กซึ่งจะทำให้เกิดสนามไฟฟ้าในเส้นลวดที่อยู่ใกล้

“ระบบ gps ทำงานอย่างไร ”

กฎข้อที่สี่: กฎหมายของแอมแปร์

กฎข้อที่สี่ของ Maxwell คือกฎของแอมแปร์ . กฎของแอมแปร์ระบุว่าการสร้างสนามแม่เหล็กสามารถทำได้สองวิธีคือด้วยกระแสไฟฟ้าและสนามไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลง ในประเภทอินทิกรัลสนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำในพื้นที่ของวงปิดใด ๆ จะเป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้ากระจัดตลอดพื้นผิวที่ปิดล้อม

กฎแอมแปร์ของแมกซ์เวลล์จะทำให้ชุดสมการมีความน่าเชื่อถืออย่างแม่นยำสำหรับฟิลด์ที่ไม่คงที่โดยไม่ต้องเปลี่ยนแอมป์เช่นเดียวกับกฎของเกาส์สำหรับฟิลด์คงที่ แต่ผลก็คือคาดว่าการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กจะทำให้เกิดสนามไฟฟ้า ดังนั้นสมการทางคณิตศาสตร์เหล่านี้จะช่วยให้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในตัวเองเคลื่อนที่ผ่านพื้นที่ว่างได้ สามารถวัดความเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้และคาดว่าจะเกิดจากกระแสและการทดลองประจุที่ตรงกับความเร็วของแสงและนี่คือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง

∇ x B = J / ε0c2 + 1 / c2 ∂E / ∂t

ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับ สมการของ Maxwell . จากสมการข้างต้นในที่สุดเราสามารถสรุปได้ว่าสมการเหล่านี้รวมถึงกฎสี่ข้อที่เกี่ยวข้องกับสนามไฟฟ้า (E) เช่นเดียวกับสนามแม่เหล็ก (B) ที่กล่าวถึงข้างต้น สมการของแมกซ์เวลล์อาจเขียนในรูปของปริพันธ์เทียบเท่าและอนุพันธ์ คำถามนี้เป็นคำถามสำหรับคุณว่า Maxwell’s Equations มีอะไรบ้าง