ملخص معادلات ماكسويل وقوانين ماكسويل
فيزياء
معادلات ماكسويل
قوانين ماكسويل الفيزيائية
قانون ماكسويل - غاوس
قانون ماكسويل - طومسون
قانون ماكسويل - أمبير :
مرحباً بكم متابعينا الأعزاء طلاب وطالبات العلم في موقعنا النورس العربي منبع المعلومات والحلول الذي يقدم لكم أفضل الأسئله بإجابتها الصحيحه من شتى المجالات التعلمية من مقرر المناهج التعليمية والثقافية ويسعدنا أن نقدم لكم حل السؤال الذي يقول........ ملخص معادلات ماكسويل وقوانين ماكسويل
الإجابة هي كالتالي
معادلات ماكسويل
إن من أعظم الاكتشافات التي حققها البشر على مدى تاريخهم بعد اكتشافهم وتوليدهم للطاقة الكهربائية هو اكتشافهم للموجات الكهرومغناطيسية. ويعود الفضل في ذلك لعالم الفيزياء الاسكتلندي الشهير جيمس كلارك ماكسويل (James Clerk Maxwell) . لقد تمكن ماكسويل في عام 1860م من صياغة جميع القوانين المتعلقة بالكهربائية والمغناطيسية وتفاعلهما مع بعضهما البعض في أربع معادلات تفاضلية. لقد سهلت الموجات الكهرومغناطيسية عملية نقل مختلف أنواع المعلومات بطريقة لاسلكية إلى أي مكان على سطح هذه الأرض بل وتعداها إلى الفضاء الخارجي . فبعد سنوات قليلة من اكتشاف وتوليد هذه الموجات بدأ ظهور كثير من الأنظمة اللاسلكية فظهر التلغراف اللاسلكي في عام 1900م ومن ثم البث الراديوي في عام 1918م والبث التلفزيوني في عام 1935م. ولولا اكتشاف هذه الموجات لبقي البشر مقيدين في نقل معلوماتهم المختلفة بالقنوات السلكية.
قبل التطرق للمعادلات يجب ان نعرف بعض المؤثرات الرياضية و رموز اخرى
تعني تباعد Div
rot تعني دوران
- ∂ الإشتقاق الجزئي يعني التغير
- السماحية ε Permittivity تصف تأثر عازل عند تعرضه لمجال كهربائيا بحيث العوازل تكون لهم سماحية كبيرة. ε0 هي سماحية الفراغ
- النفاذية المغناطيسية μ هي قيمة مدى إمكانية تدفق خطوط المجال المغناطيسي في وسط ما، وتزداد سهولة تدفق خطوط المجال المغناطيسي بازدياد نفاذيته والعكس صحيح
بحيث : μ0×ε0×c^2=1
- D =ε0×E
للإشار فإن المجال المغناطيسي B و الكهربائي E و كثافة التيار j عبارة عن متجهات لكن لم أستطع أن اكتب سهم فوق الرموز
قوانين ماكسويل
1- قانون ماكسويل - غاوس : div E =ρ/ε0
ينص هذا القانون على أن خطوط المجال الكهربائي E تتباعد ( تتقارب في حالة الشحنة السالبة ) عن الشحنة الموجبة و تتناسب اطرادا مع كثافة الشحنة بمعنى كلما كانت كثافة الشحنة اكبر كلما كان المجال الكهربائي مهم، و تكون خطوط المجال الكهربائي مثل اشواك قنفذ البحر (ان لم تكن تعرفه يكفي ان تبحث عنه في غوغل و سترى شكله )
2- قانون ماكسويل - طومسون : div B = 0
ينص هذا القانون على أن المغناطيس يتكون من قطب شمالي و قطب جنوبي بحيث خطوط المجال المغناطيسي تخرج من الشمال و تدخل من جنوب المغناطيس ولا يوجد في الطبيعة مغناطيس أحادي القطب ،و لو اردت أن اقسم المغناطيس لقطعتين سأحصل على مغناطيسين كل واحد يحتوي على قطب شمالي و قطب جنوبي تباعد خطوط المجال المغناطيسي B يساوي صفر بعبارة اخرى تدفق المجال المغناطيسي ينحفظ ، ليس كالمجال الكهربائي E يتباعد من الشحنة الى مالانهاية
3- قانون ماكسويل - فاراداي : rot E = - ∂B/∂t
ينص القانون على تغير المجال المغناطيسي B بالنسبة للزمن ينتج عنه مجال كهربائي ، مثلا تضع مغناطيس داخل وشيعة و تربط على التوالي نع الوشيعة مصباح لن يضيئ المصباح لماذا ؟ لأنه كما سبق و قلت تغير المجال المغناطيسي يعني يجب أن تحرك المغناطيس و هذا هو عمل المولدات الكهربائية ، مثلا كنا تعرفون الدراجة الهوائية يكون لديها مصباح مرتبط مع العجلة عن طريق مولد ، عندما تكون الدراجة متوقفة لن يضيئ المصباح و عندما تدور العجلة ينير لأن المجال المغناطيسي يتغير بدلالة الزمن
4 - قانون ماكسويل - أمبير :
rot B = μ0×j +ε0×μ0×∂E/∂t
تبدو العلاقة صعبة لكنها بسيطة جدا ، عندما يكون عندنا خيط و يمر فيه تيار كهربائي، كثافة التيار الكهربائي بالنسبة للمساحة هي j هنا يجب ان أشير الى شيئ مهم و هو أن التيار الكهربائي لا يمر من وسط الخيط و لكن يدور على المساحة الخارجية ، وبالتالي فإن مرور التيار الكهربائي ينتج لنا مجال مغناطيسي يدور حول هذا الخيط بحيث الخيط يمر من مركز المجال المغناطيسي و المجال يكون دوائر حول الخيط، انتهينا من الشق الأول ، لو أزلنا التيار الكهربائي من المعادلة الرابعة ستصبح المعادلة على هذا الشكل rot B = ε0×μ0×∂E/∂t تشبه إلى حد كبير المعادلة الثالتة بحيث , لو وضعت صفيحتين متقابلتين و شحنت واحد بشحن موجبة و الأخرى بشحن سالبة سيتولد مجال كهربائي E بين الصفيحتين ، لو غيرت شدة المجال الكهربائي عن طريق إضافة شحن أو إزالتها سيظهر لي مجال مغناطيسي B يدور حول خطوط المجال الكهربائي
سنقوم الآن بخلاصة عامة ، شحنة كهربائية تنتج مجال كهربائي و خطوط المجال المغناطيسي مغلقة بالإضافة الى انه يمكنني ان انتج مجال كهربائي انطلاقا من مجال مغناطيسي و العكس صحيح
