マクスウェルの方程式：ガウスの法則、ファラデーの法則、アンペールの法則

ザ・ マクスウェルの方程式 科学者によって出版されました ジェームズクラークマクスウェル これらの方程式は、荷電原子または元素がどのように提供するかを示しています。 電気力 単位電荷ごとの磁力も同様です。各単位電荷のエネルギーは、フィールドと呼ばれます。要素は動かず、そうでなければ動く可能性があります。マクスウェルの方程式は、磁場がどのように形成されるかを説明しています。 電流 電荷だけでなく、最後に、電界がどのように磁界を生成するかなどを説明します。一次方程式により、電荷によって形成される電界を決定できます。次の方程式では、磁場を決定できます。残りの2つは、磁場が電源の周りをどのように流れるかを説明します。この記事では マクスウェル理論 または マクスウェルの法則 。この記事では、 マクスウェル電磁気理論 。

マクスウェルの方程式とは何ですか？

ザ・ マクスウェル方程式の導出 は4つの方程式によって収集され、各方程式は1つの事実を対応して説明します。これらの方程式のすべてがマクスウェルによって発明されたわけではありませんが、彼はファラデー、ガウス、アンペアによって作成された4つの方程式を組み合わせました。マクスウェルは情報の一部を4番目の方程式、つまりアンペールの法則に含めましたが、それで方程式は完全になります。

マクスウェルの方程式

• 最初の法則は ガウスの法則 静電界を対象
• 第二法則も ガウスの法則 静磁場用
• 第三法則は ファラデーの法則 それは磁場の変化が電場を生み出すことを告げます。
• 4番目の法則は アンペアマクスウェルの法則 これは、電界の変化が磁界を生成することを示しています。

3と4の2つの方程式は、 電磁波 それは自然に広がる可能性があります。これらの方程式をグループ化すると、磁場の変化によって電場の変化が発生し、それによって追加の磁場の変化が発生することがわかります。したがって、このシリーズは継続し、電磁信号の準備が整い、空間全体に広がります。

マクスウェルの4つの方程式

マクスウェルの4つの方程式 電気と電流の供給から発生する2つのフィールドを説明します。つまり、磁場は電気的であると同時に磁気的であり、時間の経過とともにどのように変化するかです。マクスウェルの4つの方程式には次のものが含まれます。

• 第一法則：ガウスの電気の法則
• 第二法則：磁性に関するガウスの法則
• 第三法則：ファラデーの誘導法
• 第4法則：アンペールの法則

上記の4つのマクスウェルの方程式は、電気のガウス、磁気のガウス、ファラデーの誘導の法則です。 アンペールの法則 次のようなさまざまな方法で書かれています 積分形式のマクスウェル方程式 、および 微分形式のマクスウェル方程式 これについては以下で説明します。

マクスウェル方程式の記号

マクスウェルの方程式で使用される記号には、次のものがあります。

• IS 電界を示します
• M 磁気フィールドを示します
• D 電気変位を示します
• H 磁場の強さを示します
• P。 電荷密度を示します
• 私 電流を示します
• ε0 誘電率を示します
• J 電流密度を示します
• μ0 透磁率を示します
• c 光速を示します
• M 磁化を示します
• P 分極を示します

第一法則：ガウスの電気の法則

ザ・ 最初のマクスウェルの法則はガウスの法則です に使用されます 電気 。ガウスの法則は、閉じた表面からの電束は、表面に囲まれた電荷全体に比例することを定義しています。

ガウスの法則の積分形式は、帯電した物体の領域での電界計算中にアプリケーションを発見します。この法則を電場の点電荷に適用することにより、クーロンの法則に信頼できることを示すことができます。

電界の一次領域は含まれる正味電荷の測定値を提供しますが、電界偏差はソースのコンパクトさの測定値を提供し、電荷の保護に使用される意味も含みます。

第二法則：磁性に関するガウスの法則

ザ・ 2番目のマクスウェルの法則はガウスの法則です これは磁気に使用されます。ガウスの法則は、磁場の偏差がゼロに等しいと述べています。この法則は、閉じた表面を通る磁束に適用されます。この場合、面積ベクトルは表面から指し示します。

材料による磁場は、双極子と呼ばれるパターンによって生成されます。これらの極は、電流のループによって最もよく示されますが、正および負の磁気電荷が目に見えない形で一緒に跳ね返るのと似ています。磁力線の状態では、この法則は、磁力線は開始も終了もせず、ループを作成することを示しています。それ以外の場合は、無限大に拡大して逆になります。言い換えれば、特定のレベルを通過する磁力線は、そのボリュームのどこかから出なければなりません。

この法則は、積分形式と微分形式の2つの形式で記述できます。発散定理のため、これら2つの形式は同じです。

第三法則：ファラデーの誘導法

ザ・ 3番目のマクスウェルの法則はファラデーの法則です これは誘導に使用されます。ファラデーの法則は、時間変化する磁場がどのように電場を作り出すかを述べています。積分形式では、閉じたループの領域で電荷を移動するために、すべての単位電荷の労力が必要であると定義されています。これは、閉じた表面での磁束の減少率に等しくなります。

磁場と同様に、エネルギー的に誘導された電場には、静電界が置かれていない場合、閉じた磁力線が含まれます。この電磁誘導機能は、いくつかの背後にある動作原理です 発電機 ：たとえば、回転バーを備えた磁石は磁場の変化を生み出し、それが次に近くのワイヤーに電場を生み出します。

第4法則：アンペールの法則

ザ・ マクスウェルの法則の4番目はアンペールの法則です 。アンペールの法則によれば、磁場の生成は、電流と電場の変化という2つの方法で行うことができます。整数型では、閉ループの領域に誘導される磁場は、囲まれた表面全体の電流と変位電流に比例します。

マクスウェルのアンペールの法則は、固定フィールドのアンペアとガウスの法則を変更することなく、非静的フィールドに対して一連の方程式を正確に信頼できるものにします。しかし、結果として、磁場の変化が電場を誘発すると予想されます。したがって、これらの数式は、空の空間を移動するための自給自足の電磁波を可能にします。電磁波の速度を測定することができます。これは、電流と電荷の実験から予想される光の速度と一致します。これは、電磁波の一種です。

∇xB= J /ε0c2+ 1 /c2∂E/∂t

したがって、これはすべてについてです マクスウェルの方程式 。上記の方程式から、最後に、これらの方程式には、上記の電界（E）および磁界（B）に関連する4つの法則が含まれていると結論付けることができます。マクスウェルの方程式は、微分だけでなく等価積分の形で書くことができます。ここにあなたへの質問があります、マクスウェルの方程式の応用は何ですか？