Электромагнитные свойства сред

Сила действия электромагнитного поля на заряд зависит от среды. Физически это обусловлено поляризацией и намагничиванием среды, в результате которых появляются дополнительные электрические и магнитные поля, складывающиеся с основными полями. Поэтому, в отличии от вакуума, для описания электромагнитного поля в материальных средах вводятся дополнительный вектор электрического смещения (электрической индукции) D и вектор напряженности магнитного поля Н. Кроме того, для сред со свободными электрическими зарядами вводится вектор плотности проводимости jпр.. Связь между этими векторами и векторами Е и Н определяется материальными уравнениями. В этом случае вектор электрического смещения определяется выражением (первое материальное уравнение) /19/:

D = а Е = 0 Е,(5.4)

где а - абсолютная диэлектрическая проницаемость среды;

0 = 8,86·10-12 [Ф/м] - диэлектрическая постоянная вакуума;

= 0 / а - относительная диэлектрическая проницаемость.

Вектор напряженности магнитного поля равен (второе материальное уравнение):

H = В/ а = В/ 0 ,(5.5)

где а - абсолютная магнитная проницаемость;

0 = 1,256∙10-6 [Гн/м] - магнитная постоянная;

= а / 0 - относительная магнитная проницаемость.

Вектор плотности тока проводимости или закон Ома в дифференциальной форме (третье материальное уравнение) определяется соотношением

 

jпр. = σ Е, (5.6)

 

где σ - объемная удельная проводимость среды [Сим/м].

Материальные среды в общем случае имеют комплексную диэлектрическую проницаемость

ε = εа - iσ/ω. (5.7)

Вещественная часть комплексной диэлектрической проницаемости определяет интенсивность поляризации среды, а мнимая - характеризует потери в среде.Однако это выражение не учитывает поляризационных потерь в диэлектрике, возникающих в результате периодически меняющейся поляризации вещества. Эти потери можно определить выражением

 

tgδ =σ /( ω а). (5.8)

Значение tgδ определяется экспериментально и приводится в справочной литературе. Физически tgδ определяет некоторое эффективное значение проводимости σ, отличное от проводимости диэлектриков на постоянном токе.

В зависимости от свойств параметров а, а и σ среды делятся на:

· линейные, в которых а, а и σ не зависят от величины Е и Н;

· нелинейные, в которых а, а и σ зависят от величины Еи Н.

Все реальные среды, по существу, являются нелинейными. Однако при не очень сильных полях можно считать среды линейными.

Линейные среды делятся на:

· однородные, у которых а, а и σ не зависят от координат, т.е. свойства среды одинаковы во всех точках;

· неоднородные, у которых хотя бы один из параметров - а, а или σ - является функцией координат;

· изотропные, у которых свойства не зависят от направления векторов Е и Н ( а, а и σ - скалярные величины);

· анизотропные, у которых свойства меняются в зависимости от изменения направления векторов Е и Н (по крайней мере, один из параметров а, а или σ - тензоры).

 








Дата добавления: 2015-08-11; просмотров: 3500;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.008 сек.