intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Lý thuyết trường điện từ: Dòng điện và vật dẫn

Chia sẻ: Nguyễn Thị Ngọc Lựu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:30

Thêm vào BST
Báo xấu
223
lượt xem 41
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Lý thuyết trường điện từ: Dòng điện và vật dẫn trình bày các nội dung chính: dòng điện & mật độ dòng điện, dòng điện, vật dẫn kim, tính chất vật dẫn & điều kiện bờ,phương pháp soi gương, bán dẫn. Đây là tài liệu tham khảo dành cho sinh viên ngành Điện - điện tử.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Lý thuyết trường điện từ: Dòng điện và vật dẫn

  1. Nguyễn Công Phương Lý thuyết trường điện từ Dòng điện & vật dẫn
  2. Nội dung 1. Giới thiệu 2. Giải tích véctơ 3. Luật Coulomb & cường độ điện trường 4. Dịch chuyển điện, luật Gauss & đive 5. Năng lượng & điện thế 6. Dòng điện & vật dẫn 7. Điện môi & điện dung g 8. Các phương trình Poisson & Laplace 9. Từ trường dừng 10. Lực từ & điện cảm ự ệ 11. Trường biến thiên & hệ phương trình Maxwell 12. Sóng phẳng 13. Phản xạ & tán xạ sóng phẳng 14. Dẫn sóng & bức xạ Dòng điện & vật dẫn 2
  3. Dòng điện & vật dẫn • Dòng điện & mật độ dòng điện • Vật dẫn kim loại • Tính chất vật dẫn & điều kiện bờ • Phương pháp soi gương • Bán dẫn Dòng điện & vật dẫn 3
  4. Dòng điện & mật độ dòng điện (1) • Các hạt điện tích chuyển động tạo thành dòng điện dQ I dt • Đơn vị A (ampère) • Dòng điện là dòng chuyển động của các hạt mang điện tích dương Dòng điện & vật dẫn 4
  5. Dòng điện & mật độ dòng điện (2) • Dòng điện: biến thiên điện tích (theo thời gian) qua một mặt, đơn vị A • Mật độ dòng điện: J (A/m2) ậ ộ g ệ ( • Gia số của dòng điện qua một vi phân mặt vuông góc với mật độ dòng điện: ậ ộ g ệ ΔI = JNΔS • Nếu mật độ dò g đ ệ không vuô g góc với mặt: ếu ậ dòng điện ô g vuông vớ ặ : ΔI = J.ΔS • Dòng tổng: I   J dS J. S Dòng điện & vật dẫn 5
  6. Dòng điện & mật độ dòng điện (3) z Q  v v Q  v v  v S L Q  v S x x S y Q  I  v S I  t  t x xL  v Svx  J x   v vx I  J x S J  v v Dòng điện & vật dẫn 6
  7. Ví dụ 1 Dòng điện & mật độ dòng điện (4) z Cho J = 10ρ2zaρ – 4ρcos2φaφ mA/m2. Tính dòng z=2 điện tổng chảy ra khỏi mặt đứng của hình trụ. z=1 I   J d S   J   3 .d S J. ρ=3 S S x y J  3  10.32 za   4.3cos 2  a z dρ  90 za   12 cos 2  a z dz z+dz dz dS   d d a   3d dza  dz d z 0 φ x φ+dφ ρ ρdφ Dòng điện & vật dẫn ρ+dρ 7
  8. Ví dụ 1 Dòng điện & mật độ dòng điện (4) z Cho J = 10ρ2zaρ – 4ρcos2φaφ mA/m2. Tính dòng z=2 điện tổng chảy ra khỏi mặt đứng của hình trụ. z=1 I   J d S   J   3 .d S J. ρ=3 S S x y J  3  10.32 za   4.3cos 2  a  90 za   12 cos 2  a  J  3 .dS  270 zd dz dS   d d a   3d dza  dz d z 2   2 z 2 I   270 zd dz   2 .270 zdz  2 54 A 270 2,54 z 1 0 z 1 Dòng điện & vật dẫn 8
  9. Dòng điện & mật độ dòng điện (5) Dòng điện chảy ra khỏi một mặt kín:  I   J.dS S Điện tích dương trong mặt kín: Qi Định luật bảo toàn điện tích dQi S  I   J.dS   dt • Trong lý thuyết mạch, I = dQ/dt vì đó là dòng chảy vào • Trong lý thuyết trường, I = – dQ/dt vì đó là dòng chảy ra Dòng điện & vật dẫn 9
  10. Dòng điện & mật độ dòng điện (6) dQi  S J. I   J dS   dt   (.J )dv   dQi V dt   J dS   (.J )dv (định lý đive) J. Qi   v dv S V V d v   (.J )dv    v dv  V dt V V  t dv v v  (.J )v   v  .J   t t Dòng điện & vật dẫn 10
  11. Ví dụ 2 Dòng điện & mật độ dòng điện (7) et Khảo sát mật độ dòng điện J  a r A/m2. r et I  Jr S  (4 r 2 )  4 re  t r I t 1 s, r 5 m  4 5e 1  23,1 A I t 1 s, r 6 m  4 6e 1  27 7 A 27, Dòng điện & vật dẫn 11
  12. Ví dụ 2 Dòng điện & mật độ dòng điện (8) et Khả sát mật độ dòng điện J  Khảo á ậ dò điệ a r A/ 2. A/m r v  et    .J  .  J ar  t  r  1  2 1  1 D .D  2 (r Dr )  (sin  D )  ( r r r sin   r sin   v 1   2 e  t  e  t et et   2 r   2  v    2 dt  K (r )  2  K (r ) t r r  r  r r r Giả sử ρv → 0 khi t → ∞, khi đó K(r) = 0 et J r  et   et   v  2 C/ m3  vr     2   r m/ s r v  r   r  Dòng điện & vật dẫn 12
  13. Dòng điện & vật dẫn • Dòng điện & mật độ dòng điện • Vật dẫn kim loại • Tính chất vật dẫn & điều kiện bờ • Phương pháp soi gương • Bán dẫn Dòng điện & vật dẫn 13
  14. Vật dẫn kim loại (1) • Thuyết lượng tử • Dải hoá trị, dải dẫn, khe năng lượng • Vật dẫn kim loại: dải hoá trị tiếp xúc với dải dẫn, trường dẫn bên ngoài có thể tạo thành một dòng điện tử • Trong vật dẫn kim loại: F = – eE Dòng điện & vật dẫn 14
  15. Vật dẫn kim loại (2) F = – eE • Trong chân không, vận tốc của điện tử sẽ tăng liên tục • Trong vật dẫn, vận tốc này sẽ tiến đến một giá trị trung dẫn bình hằng số: vd = – μeE • μe: độ cơ động của điện tử, đơn vị m2/Vs, luôn dương • VD: Al: 0,0012; Cu: 0,0032; Ag: 0,0056 0 0012; 0 0032; 0 0056 • J = ρvv • → J = – ρe μeE Dòng điện & vật dẫn 15
  16. Vật dẫn kim loại (3) J = – ρe μeE • ρe : mật độ điện tử tự do, có giá trị âm • J luôn cùng hướng với E J = σE • σ : độ dẫn điện/điện dẫn suất, (γ), đơ vị S/ dẫ điệ /điệ dẫ ất ( ) đơn ị S/m • VD: Al: 3,82.107; Cu: 5,80.107; Ag: 6,17.107 σ = – ρe μe Dòng điện & vật dẫn 16
  17. Vật dẫn kim loại (4) E không đổi S E J σ I I   J.dS  JS  J  J không đổi S S a L Vab    E.dL b a V I L  E. dL   V  I b L S S  E.Lba  E.L ab  V  RI L R (luật Ohm)  V  EL V S  J  a J E L Vab  b E.dL R  I   E.dS S Dòng điện & vật dẫn 17
  18. Dòng điện & vật dẫn • Dòng điện & mật độ dòng điện • Vật dẫn kim loại • Tính chất vật dẫn & điều kiện bờ • Phương pháp soi gương • Bán dẫn Dòng điện & vật dẫn 18
  19. Tính chất vật dẫn & điều kiện bờ (1) ấ ề • Giả sử có một số điện tử xuất hiện bên trong vật dẫn • Các điện tử sẽ tách xa ra khỏi nhau, cho đến khi chúng tới bề mặt của vật dẫn ặ ậ • Tính chất 1: mật độ điện tích bên trong vật dẫn bằng zero, bề mặt vật dẫn có một điện tích mặt , ặ ậ ộ ệ ặ • Bên trong vật dẫn không có điện tích → không có dòng điện → cường độ điện trường bằng zero (theo định luật Ohm) • Tính chất 2: cường độ điện trường bên trong vật dẫn bằng zero ằ Dòng điện & vật dẫn 19
  20. Tính chất vật dẫn & điều kiện bờ (2) ấ ề EN E D ΔS a Δw b Δh Δh Δh DN d Δw c Ett   E.dL  0 Vật dẫn Dtt b c d a     0 h  h    a b c d   Ett w    EN , tai b   0   EN , tai a 0   2    2  Ebên trong vật dẫn = 0 ẫ h  0  Ett w  0  Ett  0  Dtt   0 Ett  0  Dtt  Ett  0 S D.dS  Q  trên   d−íi  bên canh  Q  DN S  Q   S S trên  DN S ; d−íi 0 0; bên canh 0  DN   S   0 E N  Dòng điện & vật dẫn 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
3=>0