Различия
Показаны различия между двумя версиями страницы.
| Следующая версия | Предыдущая версия | ||
| electrodynamics:res3.5 [2019/11/06 06:13] – создано root | electrodynamics:res3.5 [2019/11/08 10:31] (текущий) – root | ||
|---|---|---|---|
| Строка 1: | Строка 1: | ||
| 3.5. Пространство между бесконечно длинными | 3.5. Пространство между бесконечно длинными | ||
| коаксиальными идеально проводящими цилиндрами радиусов $a,b$ | коаксиальными идеально проводящими цилиндрами радиусов $a,b$ | ||
| - | заполнено веществом с проводимостью\lb $\sigma(r)=\alpha r^n$. Найти | + | заполнено веществом с проводимостью $\sigma(r)=\alpha r^n$. Найти |
| распределение потенциала в пространстве между цилиндрами и | распределение потенциала в пространстве между цилиндрами и | ||
| сопротивление на единицу длины. Потенциалы цилиндров: | сопротивление на единицу длины. Потенциалы цилиндров: | ||
| Строка 7: | Строка 7: | ||
| ----- | ----- | ||
| + | Так как мы рассматриваем установившееся состояние, | ||
| + | $ | ||
| + | \text{div}\vec j = 0. Следовательно: | ||
| + | $ | ||
| + | \[ | ||
| + | \text{div}\left( {\sigma \vec E} \right) = - \left( {\nabla ,\sigma \nabla \varphi } \right) = 0, | ||
| + | \] | ||
| + | тогда | ||
| + | \[ | ||
| + | \sigma \Delta \varphi | ||
| + | \] | ||
| + | В цилиндрической системе координат из--за симметрии задачи зависимость будет только от $r$, тогда | ||
| + | \[ | ||
| + | \alpha r^n \frac{1}{r}\frac{d}{{dr}}\left( {r\frac{{d\varphi }}{{dr}}} \right) + \alpha nr^{n - 1} \frac{{d\varphi }}{{dr}} = 0, | ||
| + | \] | ||
| + | тогда | ||
| + | \[ | ||
| + | r \frac{d}{dr} \left( \frac{d \varphi }{dr}\right) + \left( {n + 1} \right) \frac{{d\varphi }}{{dr}} = 0. | ||
| + | \] | ||
| + | Интегрируя придём к | ||
| + | \[ | ||
| + | \frac{d \varphi }{dr} = Ar^{-(n+1)}. | ||
| + | \] | ||
| + | Интегрируя ещё раз | ||
| + | $$ | ||
| + | \varphi = A'r^k +C. | ||
| + | $$ | ||
| + | С учётом граничный условий \(\varphi \left( a \right) = V_0\) \(\varphi \left( b \right) = 0\) придём к выражению | ||
| + | \[ | ||
| + | \varphi \left( r \right) = V\frac{\left( \frac br\right)^n | ||
| + | \] | ||
| + | Ток на единицу длины вдоль \(z\) | ||
| + | \[ | ||
| + | I = 2\pi rj = - 2\pi r\sigma \left( r \right)\nabla \varphi | ||
| + | \] | ||
| + | так, что | ||
| + | \[ | ||
| + | R = \frac{\left(\frac ba\right)^n | ||
| + | \] | ||