PHẦN MỘT: TRƯỜNG ĐIỆN TỪ.

PHẦN MỘT: TRƯỜNG ĐIỆN TỪ.

CHƯƠNG1:TỔNG QUAN VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ.

1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA TRƯỜNG ĐIỆN TỪ.

1.2.TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TRƯỜNG .

1.3. TỔNG QUAN VỀ TỪ TRƯỜNG.

1.4. TỔNG QUAN VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ.

1.5.LUẬN ĐIỂM MAXWELL VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ.

1.6. HỆ PHƯƠNG TRỐNH MAXELL VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ.



17/12/2009



4



1.1.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA TRƯỜNG ĐIỆN TỪ.



•



1844 dịch vụ điện báo dùng cap đồ ng ứng dụng điện bao của samuel f b more.



•



1862.maxwell-ngườ i anh đa đư a ra 2 luận điểm và 4 phươ ng trinh về song điện từ.



•



1888.henri hertz –ngườ i đứ c ,đa thử nghiệm thành cụng việc tạo ra song điện từ và

thu phat chung trong phong thi nghiệm.(song dài lw)



•



1895. alexander popov- ngườ i nga đa chế tạo ra may thu phat vo tuến điện bao với cự

ly thong tin gần 500m.(sóng dài –lw)



•



1911 marcononi-ngườ i ý đa đư a may thu phat vo tuyến xuống tầu biển.(song dài , song

trung-mw, lw )



•



1917-1943. may thu phat vo tuyến điện bao đa đượ c sử dụng trong quan sự phục vụ

chiến tranh.(dải song mw, sw,vhf)



17/12/2009



5



1.1.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA TRƯỜNG ĐIỆN TỪ.



•



1950.hệ thống phat hinh , hệ thống điện bao hữu tuyến ra đờ i.(vhf,uhf)



•



1960 hệ thống thu phat vệ tinh, tải ba ra đờ i.(dải song cm,mm)



•



1970 hệ thống thong tin quang, hệ thống thong tin di độ ng ra đờ i.(dải vhf,uhf,ghz,thz)



•



1980 mạng internet ra đờ i.(thong tin số).



•



ngày nay đó xuất hiện cac hệ thong thong tin băn g rộng , tốc độ cao , đa dịch vụ …

đỏp ứng được cac nhu cầu trao đổi thong tin của mọi người.



17/12/2009



6



1.2. TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TRƯỜNG .



1.2.1. Khai niệm về điện trườ ng:

là một môi trườ ng vật chất bao quanh các điện tích, ở đó tồn tại lực tươ ng tác giữa

các điện tích.Mọi điện tích đặ t trong điện trườ ng đề u bị điện trườ ng tác dụng một

lực, lực này tỷ lệ với độ lớn của điện tích và độ lớn của điện trườ ng.

1.2.2.Vec tơ cườ ng độ điện trườ ng.

là đạ i lượ ng đặ c trưng cho độ mạnh yếu của điện trườ ng , nó đượ c xác đị nh bởi tỷ số

giữa đạ i lượ ng véc tơ lực tác dụng của điện trườ ng với điện tích đặ t trong điện

trườ ng.

+ công thức xác đị nh véc tơ cườ ng độ điện trườ ng:

+ đơ n vị :

→

→

→

→

F

→

V

1 q1 .q 2 r

E=

= const

1.2.3. Đườ ng sức của điện trườ ng :

F=

.

.

qo

m

4πε 0 ε .r 2 r

là những đườ ng cong,mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó trùng với phươ ng của véc tơ

cườ ng độ điện trườ ng tại điểm đó ; chiều của đườ ng sức là chiều của véc tơ

cườ ng độ điện trườ ng .



17/12/2009



7



1.2.TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TRƯỜNG .



1.2.4.Vec tơ cảm ứng điện trườ ng:

đặc trưng cho độ mạnh yếu của điện trường , khong phụ thuộc vào moi trường đặt

điện tich.

→



→



→



→



F

q r

D = εε o

=

.

q o 4πr 2 r

→



D = ε oε E



1.2.5.Thông lượ ng cảm ứng điện.

là đạ i lượ ng đặ c trưng cho mối quan hệ giưú điện tich và vec tơ cảm ứng điện .

→



→



dΦ e = D .d S



→



→



Φ e = ∫ Φ e = ∫ D.d S

(s)



(s)



1.2.6. Định lý Ôxtrôgratxki-gaoư:

→

→

Φ e = ∫ D.d S = ∑ q i

điện thong qua một mặt kin bằng tổng đại số( scac điệi n tich chứa trong mặt kin đo.

)



17/12/2009



8



1.3. TỔNG QUAN VỀ TỪ TRƯỜNG.

1.3.1.Khái niệm về từ trườ ng:

là một môi trườ ng vật chất bao quanh các nam châm hoặc dòng điện, ở đó tồn tại lực

tương tác giữa các dòng điện, hoặc tươ ng tác giữa các cực của nam châm..mọi điện

tich , dòng điện, đặ t trong từ trườ ng đề u bị từ trườ ng tác dụng một lực, lực này tỷ

lệ với độ lớn của dòng điện và độ lớn của từ trườ ng.

1.3.2.Véc tơ từ lực.

là đạ i lượ ng đặ c trưng cho lực tươ ng tác của từ trườ ng lên phần tử dòng điện đặ t trong

từ trườ ng :

1.3.3.Véc tơ cảm ứng từ.



→



→



→



µ .µ 0 I 0. dI 0 . ∧ ( I dI ∧ . r )

dF =

.

.

4π

.r 3

→



đặc cho độ mạnh yếu của từ trường do phần tử dòng điện gây ra tại điểm đang xét;nó

phụ thuộc vào độ lớn của dòng điện, khoảng cách từ điểm đang xét tới phần tử gây

ra từ trườ ng

→



→



µ .µ 0 I dI ∧ r

dB =

.

.

4π

.r 3

→



1.3.4.Nguyên lý chồng chất từ trườ ng:

véc tơ cảm ứng từ tại một điểm do nhiều dòng điện gây ra thì bằng tổng các vộc tơ cảm

ứng từ của các dòng điện thành phần:

→



→



→



→



B = B1 + B2 + ... + Bn



17/12/2009



9



1.3. TỔNG QUAN VỀ TỪ TRƯỜNG.



1.3.5.Véc tơ cườ ng độ từ trườ ng.

là đạ i lượ ng đặ c trưng cho độ mạnh yếu của từ trườ ng không phụ thuộc vào ảnh

hưở ng của môi trườ ng :

→

→

B

+ công thức xác đị nh .

H=

µµ 0

+đơ n vị : a/m.

1.3.6. Đườ ng sức của từ trườ ng.

là những đườ ng cong trong từ trườ ng , tiếp tuyến tại mọi điểm trùng với phươ ng của

véc tơ cảm ứng từ tại điểm đó.chiều của đườ ng sức là chiều của từ trườ ng.

1.3.7.Từ thông của từ trườ ng:

là số lượ ng đườ ng sức gửi qua diện tích một mặt cong bất kỳ, nó đượ c xác đị nh bởi

công thức :

→



→



dΦ m = B .d S



17/12/2009



Φm =



→



→



∫ B.d S



(s)



10



1.4. TỔNG QUAN VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ.

1.4.1.Khái niệm về trườ ng điện từ:

trườ ng điện từ là một môi trườ ng vật chất bao quanh dòng điện tích chuyển dời hoặc

dòng điện , ở đó tồn tại sự chuyển đổ i giữa điện trườ ng và từ trườ ng.

1.4.2.Tính chất của điện trườ ng:

1

+trườ ng điện từ có năng lượ ng: w = .∫ ( we + wh )dv.

2



→

1

we = .∫ ε E 2 dv = ∫ we dv.

2

v



v



→

1

wh = .∫ µ H 2 dv = ∫ wh dv.

2 v

v



v=



c



εµ



v = c, khiεµ = 1



+trườ ng điện từ lan truyền với vận tốc ánh sáng trong chân không.

+tổng năng lượ ng của trườ ng điện từ bằng tốc độ biến thiên điện từ trườ ng, công suất

sinh nhiệt, và nguòn ngoài có trong thể tích đó.

→



∫ Πds = −

s



dw

− pt − p ng

dt



1.4.3.Phân loại trườ ng điện từ:

trườ ng điện từ tự nhiên.

trườ ng điện từ nhân tạo.



17/12/2009



11



1.5.LUẬN ĐIỂM MAXWELL VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ.



1.5.1.Luận điểm 1 .

+phát biểu luận điểm.

bất kỳ một từ trườ ng nào biến đổ i theo thời gian cũng sinh ra một điện trưỡ ng xoáy.

+công thức biểu diễn :

→

→ →

→ →

→

dạng tích phân:

dạng vi phân

dB

d

E dl = −

B. ds

rot E = −



∫



dt



c



∫



dt



s



1.5.2.Luận điểm2.

+ phát biểu luận điểm.

bất kỳ một điện trườ ng nào biến đổ i theo thời gian cũng sinh ra một từ trưỡ ng xoáy.

+công thức biểu diễn :

dạng tích phân:

dạng vi phân:

→



→



→

dD

H dl = ∫ (τ +

.).d S

∫

dt

c

s

→ →



17/12/2009



→



→



dD

rot H = J +

dt

→



12



→



1.6. HỆ PHƯƠNG TRÌNH MAXELL VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ.



1.6.1.Hệ phươ ng trinh1:

mô tả luận điểm 1.

→ →



→ →



∫ E dl = − ∫ B. ds

d

dt



c



s



→



dB

rot E = −

dt

→



1.6.2.Hệ phươ ng trình2:

mô tả luận điểm 2.

→



→



→

dD

H dl = ∫ ( j +

.).d S

∫

dt

c

s

→ →



→



→



→



dD

rot H = J +

dt

→



→



1.6.3Hệ phươ ng trình3:

điện thông trong một thể tíchv, bao bởi mặt cong kín s:

→



→



∫ D.d S = ∫ δ dV = Q

s



v



→



div D = δ



1.6.4.Hệ phươ ng trình4:

từ thông gửu qua một mặt kín s.

→



∫ B.d S = 0



→



div B = 0



s



17/12/2009



13



1.7.CÂU HỎI BÀI TẬP CUỐI CHƯƠNG.



1.Ai là ngườ i tìm ra trườ ng điện từ đầ u tiên?

2.Ai là ngườ i ứng dụng trườ ng điện từ để liên lạc đầ u tiên?

3.Ai là ngườ i đư a song điện từ vào thông tin đườ ng biển?

4.Trườ ng điện từ là gì? các đạ i lượ ng đặ c trưng?

5.Trình bấy luận điểm của maxwell về trườ ng điện từ?

6.Nêu ý nghĩa của các phươ ng trình maxwell.



17/12/2009



14