Реферат: Разработка демонстрационных программ для применения в процессе преподавания физики

Разработка демонстрационных программ для применения в процессе преподавания физики

 0  7  4  7  0  4  7ч 0t


Очевидно , что эти 6 уравнений распадаются на 2 системы:


 7) 0 │

 7ч 0H 4y 7  0  7  4  7  4  0  7ч 0E 4z 7 2 0 │  7ч 0E 4y 7 ч 0H 4x

─── =  7s 0E 4z  0+ 4  7ee 40 0─── (a) 78 0 (a)│ -─── =- 7mm 40 0───

 7ч 0x 7  0  7  4  7  0  4  7ч 0t 7 0 0 │  7ч 0z 7 ч 0t


- 27 -


 7ч 0E 4x 0  7ч 0E 4z 7 ч 0H 4y 7 ) 0 │  7ч 0H 4x 0  7ч 0H 4z 7  0  7  4  7  4  0  7ч 0E 4y

 4─── 0 - ─── =- 7mm 40 0─── (b) 72  0 │ ─── - ─── =  7s 0E 4y  0+ 4  7ee 40 0───

 7ч 0z 4  0  7ч 0x 7  0  7 ч 0t 7  0│ │  7ч 0z  7ч 0x 7  0  7  0  7  4  7  4  0  7ч 0t

 78 0 (a)│

 7ч 0H 4y 7  0  7  4  7  4  0  7ч 0E 4x 7 2 0 │  7ч 0E 4y 7 ч 0H 4z

-─── =  7s 0E 4x  0+ 4  7ee 40 0─── (c)│ │ ─── =- 7mm 40 0───

 7ч 0z 7  0  7  4  7  4  0  7ч 0t 7 2 0 │  7ч 0x 7 ч 0t

 70 0 │

────────────────────────────────┼────────────────────────────────

С компонентами E 4z 0,H 4y 0,E 4x 0 , эта │ С компонентами H 4z 0,E 4y 0,H 4x 0 , эта

система описывает скин-эффект │ система описывает вихревые токи

────────────────────────────────┴────────────────────────────────

Занимаемся только системой (a) и ищем решения в виде:

 ш1.0

 7)

i 7w 0t  7 ч 2

E 4z 0=E 4z 0(r)e ──=i 7w 2

i 7w 0t  7  0=> 7 ч 0t 7 8 0 (1.4.12)

H 4y 0=H 4y 0(r)e 7 ┌ ч 2

i 7w 0t => ──=-ik 4z 7 2

E 4x 0=E 4x 0(r)e 7 ч 0z 7 2

 70

 7ч 0H 4y

───= 7s 0E 4z 0 (1.4.13)

 7ч 0x


 7ч 0E 4z 0  7ы

─── = i 7mm 40 7w 0H 4y 0 (1.4.14)

 7ч 0x


E 4x 0= 0 (1.4.15)


 7s 0  7 ч 0E 4z

H 4y 0= ─────── 7  0─── (1.4.16)

i 7mm 40 7ws ч 0x


 7ч 52 0E 4z

──── - i 7mm 40 7ws 0E 4z 0=0 (1.4.17)

 7ч 0x 52


Таким образом имеем уравнения:


Внутри проводника │ Снаружи проводника ( 7s 0=0)

──────────────────────────────────┼──────────────────────────────

 7ч 52 0E 4z 0 │  7ч 52 0E 4z

──── - i 7mm 40 7ws 0E 4z 0=0 (1.4.18) │ ──── = 0 (1.4.19)

 7ч 0x 52 0 │  7ч 0x 52

Очевидны граничные условия: │ Решение:

│ E 4z 0=const 41 0x+const 42 0 (1.4.22)

E 4z 0│ = E 4z 0│ (1.4.20) │ Так как поле не может бес-

│r=R │r=R │ конечно возрастать то:

 4внутри 5  4снаружи 0 │ const 41 0=0

│ Поле вне проводника пос-


- 28 -

 ш1.0


H 4y 0│ = H 4y 0│ (1.4.21) │ тоянно , не зависит от

│r=R │r=R │ пространственных координат

 4внутри снаружи │

По теореме о циркуляции легко │ E 4z 0=const 42

получить:  5│

 76 0  76 0  5│ 0  7ee 40 0 1 7 ч 0E 4z

 7# 0Hdl=I (1.4.23)  5│ 0 H 4y 0= ─── ─ 7  0─── 7── 0 (1.4.24)

 5│ 0  7mm 40 7 s ч 0x

 5│ 0  5└ 0───┘

I 5* 0  5│ 0  5неопределенность

 7H 4y 02l=I 5* 0l => H 4y 0=──── (1.4.25)  5│ 0 Магнитное поле такое же ,

2  5│ 0 как оно было бы вокруг про-

 5│ 0 вода с постоянным током ,

I 5* 0 - линейная плотность тока  5│ 0 равным мгновенному значению

 5│ 0 переменного тока.

 ш1.0


Таким образом имеем уравнение:


 7ч 52 0E 4z