electrodynamics:res4.15

Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

Ссылка на это сравнение

Предыдущая версия справа и слева Предыдущая версия
Следующая версия
Предыдущая версия
electrodynamics:res4.15 [2019/11/17 17:04] – rootelectrodynamics:res4.15 [2019/11/17 17:10] (текущий) – [3)] root
Строка 37: Строка 37:
 $\,\vec{j}(\vec{R}')\,dV'$ в выбранной системе координат. $\,\vec{j}(\vec{R}')\,dV'$ в выбранной системе координат.
  
-1 a)  Пусть $\,\vec{B}$   направлено по оси$\,Z$. Положим $\,A_z=0$, поскольку циркуляция вектора $\,\vec{A}$+==== 1 a) ==== 
 +Пусть $\,\vec{B}$   направлено по оси$\,Z$. Положим $\,A_z=0$, поскольку циркуляция вектора $\,\vec{A}$
  максимальна в плоскости ($X$,$Y$). Векторное уравнение (1)  максимальна в плоскости ($X$,$Y$). Векторное уравнение (1)
  равносильно трем скалярным уравнениям, которые с учетом  равносильно трем скалярным уравнениям, которые с учетом
Строка 68: Строка 69:
  уравнение (5), получаем  уравнение (5), получаем
 $$\frac{\partial A_2(x)}{\partial x}- $$\frac{\partial A_2(x)}{\partial x}-
-  \frac{\partial A_1(y)}{\partial y}=B_z=\const\,.$$+  \frac{\partial A_1(y)}{\partial y}=B_z=\text{const}\,.$$
 Откуда Откуда
 $$A_1(y)=-\frac{1}{2}B_z\cdot y\,,\qquad $$A_1(y)=-\frac{1}{2}B_z\cdot y\,,\qquad
Строка 76: Строка 77:
   A_y=\frac{1}{2}B_z\cdot x\,,\;\;\;\;A_z=0\,.$$   A_y=\frac{1}{2}B_z\cdot x\,,\;\;\;\;A_z=0\,.$$
  
-1 б) В цилиндрической системе координат ($\,z$, $r$, $\alpha$)+==== 1 б) ==== 
 +В цилиндрической системе координат ($\,z$, $r$, $\alpha$)
  уравнение (1) будет равносильно уравнениям  уравнение (1) будет равносильно уравнениям
 $$\frac{1}{r}\frac{\partial}{\partial r}(rA_{\alpha})- $$\frac{1}{r}\frac{\partial}{\partial r}(rA_{\alpha})-
Строка 96: Строка 98:
  $$\;A_{\alpha}=\frac{1}{2}B_{\alpha}r.$$  $$\;A_{\alpha}=\frac{1}{2}B_{\alpha}r.$$
  
-1 в) В сферической системе координат ($\,R$,$\theta$,$\alpha$)+==== 1 в) ==== 
 +В сферической системе координат ($\,R$,$\theta$,$\alpha$)
  проекциями вектора $\,\vec{B}$  будут:  проекциями вектора $\,\vec{B}$  будут:
 $$B_R=B\cos\theta\,,\qquad B_{\theta}=-B\sin\theta\,, $$B_R=B\cos\theta\,,\qquad B_{\theta}=-B\sin\theta\,,
Строка 124: Строка 127:
 $$A_R=A_{\theta}=0\,,\qquad A_{\alpha}=\frac{1}{2}BR\sin\theta\,.$$ $$A_R=A_{\theta}=0\,,\qquad A_{\alpha}=\frac{1}{2}BR\sin\theta\,.$$
  
-2) Будем  решать  задачу  в  цилиндрической  системе+==== 2) ==== 
 +Будем  решать  задачу  в  цилиндрической  системе
  координат. Пусть ток $\,J$  течет вдоль оси  $\,Z$. Тогда из  координат. Пусть ток $\,J$  течет вдоль оси  $\,Z$. Тогда из
  уравнения (3) следует, что векторный потенциал можно выбрать направленным  уравнения (3) следует, что векторный потенциал можно выбрать направленным
Строка 135: Строка 139:
 \end{equation} \end{equation}
  3десь положено $\;\mu=1$. Интегрируя уравнение (10), получаем  3десь положено $\;\mu=1$. Интегрируя уравнение (10), получаем
-$$A_z=-\frac{2J}{c}\ln r+\const\,.$$+$$A_z=-\frac{2J}{c}\ln r+\text{const}\,.$$
  Константа произвольна. Можно приписать точкам произвольной  Константа произвольна. Можно приписать точкам произвольной
  цилиндрической поверхности, соосной с током, нулевой  цилиндрической поверхности, соосной с током, нулевой
  векторный потенциал.  векторный потенциал.
  
- 3) Кольцо с током радиуса $\,R_0$  расположено в плоскости $(X,Y)$. Найдем +==== 3) ====  
- \begin{wrapfigure}[7]{l}{3.5cm} +Кольцо с током радиуса $\,R_0$  расположено в плоскости $(X,Y)$. Найдем 
-\vspace{-15pt} +векторный потенциал в точке наблюдения, задаваемой радиус-вектором $\,\vec{R}$. 
-\includegraphics[width=3.5cm]{ris42.eps} +{{:electrodynamics:выделение_147.png?direct&200 |}} 
-\end{wrapfigure} +Для линейного тока  выражение (4) запишется  так:
- векторный потенциал в точке наблюдения, задаваемой радиус-вектором $\,\vec{R}$. +
- Для линейного тока  выражение (4) запишется  так:+
 \begin{equation} \begin{equation}
 (11) \hspace{10pt} \vec{A}(\vec{R})=\frac{J}{c} (11) \hspace{10pt} \vec{A}(\vec{R})=\frac{J}{c}
Строка 153: Строка 155:
  Направим ось $\,X$  перпендикулярно плоскости,   в которой лежат  Направим ось $\,X$  перпендикулярно плоскости,   в которой лежат
 $\,Z$  и $\,\vec{R}$ (см. рисунок). На больших  расстояниях $\,Z$  и $\,\vec{R}$ (см. рисунок). На больших  расстояниях
- подынтегральное выражение~(11) можно представить так:+ подынтегральное выражение (11) можно представить так:
 $$\frac{1}{|\vec{R}-\vec{R}_0|}\approx\frac{1}{R}\bigg( $$\frac{1}{|\vec{R}-\vec{R}_0|}\approx\frac{1}{R}\bigg(
  1+\frac{(\vec{R}\,\vec{R}_0)}{R^2}\bigg)  1+\frac{(\vec{R}\,\vec{R}_0)}{R^2}\bigg)
Строка 174: Строка 176:
  где $\,\vec{n}_x$, $\vec{n}_y$ -- единичные векторы  в  где $\,\vec{n}_x$, $\vec{n}_y$ -- единичные векторы  в
  направлении осей $\,X$, $Y$.  направлении осей $\,X$, $Y$.
- При преобразовании +{{:electrodynamics:выделение_148.png?direct&200 |}} 
- \begin{wrapfigure}[9]{l}{3.5cm} +При преобразовании 
-\vspace{-10pt} +использованы равенства:
-\includegraphics[width=3.0cm]{ris43.eps} +
-\end{wrapfigure} +
-  использованы равенства:+
  $$d\vec{\ell}=(-\vec{n}_x\sin\alpha+  $$d\vec{\ell}=(-\vec{n}_x\sin\alpha+
  \vec{n}_y\cos\alpha)R_0\,d\alpha\,,$$  \vec{n}_y\cos\alpha)R_0\,d\alpha\,,$$