Bài giảng Trường điện từ: Chương 1 - ThS. Nguyễn Thị Linh Phương

BÀI GIẢNG TRƢỜNG ĐIỆN TỪ

1

Ths. Nguyễn Thị Linh Phương

NỘI DUNG

Chƣơng 1. Các khái niệm và phương trình cơ bản

của TĐT (2 buổi)

Chƣơng 2. Trường điện tĩnh (2 buổi) Chƣơng 3. Trường điện từ dừng (2 buổi) Ôn tập và KTGK (1 buổi) Chƣơng 4. Trường điện từ biến thiên (2 buổi) Chƣơng 5. Bức xạ điện từ (1 buổi) Chƣơng 6. Sóng điện từ trong ống dẫn sóng và hộp

cộng hưởng (1 buổi)

2

 4 buổi thuyết trình

TÀI LIỆU HỌC TẬP VÀ PP ĐÁNH GIÁ

 TÀI LIỆU HỌC TẬP 1. Bài giảng 2. Giáo trình và Bài tập Trường điện từ, Ngô Nhật Ảnh & Trương

Trọng Tuấn Mỹ, NXB ĐHQG Tp. HCM,2008.

 ĐÁNH GIÁ 1.Nghỉ quá 20% số tiết sẽ bị giảm 50% điểm quá trình 2.Điểm môn học = 10% ĐGK + 10% BT+ 10% TT + 70% ĐCK

ĐGK – điểm kiểm tra giữa kỳ BT – Bài tập TT - Thuyết trình ĐCK – thi cuối kỳ (thi viết , 60 phút, không tham khảo tài liệu) 3

CHƢƠNG 1 CÁC KHÁI NIỆM VÀ PHƢƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA TĐT

1. GIẢI TÍCH VECTƠ

2. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA TĐT

CHƢƠNG 1 CÁC KHÁI NIỆM VÀ PHƢƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA TĐT

1.1. GIẢI TÍCH VECTƠ  Hệ tọa độ  Phép tính vectơ  Gradient (Grad)  Định lý Divergence (Div)  Định lý Stokes (rot)  Toán tử Haminton  Một số đẳng thức

HỆ TỌA ĐỘ

PHÉP TÍNH VECTƠ

GRADIENT

ĐỊNH LÝ DIVERGENCE

DIVERGENCE

ĐỊNH LÝ STOKES

 Hệ tọa độ decartes: 𝑅𝑜𝑡𝐴 =

𝑖 𝑥 𝑖 𝑦 𝑖 𝑧 𝜕 𝜕 𝜕 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜕𝑧 𝐴𝑥 𝐴𝑦 𝐴𝑧

 Hệ tọa độ cầu: 𝑅𝑜𝑡𝐴 =

𝑖 𝑟 𝜕 𝑟2𝑠𝑖𝑛𝜃 𝜕𝑟 𝐴𝑟

𝑟𝑖 𝜃 𝜕 𝜕𝜃 𝑟𝐴𝜃

𝑟𝑠𝑖𝑛𝜃𝑖 ∅ 𝜕 𝜕∅ 𝑟𝑠𝑖𝑛𝜃𝐴∅

 Hệ tọa độ trụ: 𝑅𝑜𝑡𝐴 = 1

𝑟

𝑖 𝑟 𝜕 𝜕𝑟 𝐴𝑟

𝑟𝑖 ∅ 𝜕 𝜕∅ 𝑟𝐴∅

𝑖 𝑧 𝜕 𝜕𝑧 𝐴𝑧

TOÁN TỬ HAMINTON 𝛻

𝑁𝑎𝑝𝑙𝑎 𝑏ì𝑛ℎ 𝑝ℎƣơ𝑛𝑔

𝛻2 = ∆ ( toán tử

Laplace)

Grad𝜑 = 𝛻𝜑 𝐷𝑖𝑣𝐴 = 𝛻𝐴 𝑅𝑜𝑡𝐴 = 𝛻x𝐴 𝑑𝑖𝑣𝑔𝑟𝑎𝑑𝜑 = 𝛻2𝜑 = ∆𝜑 𝜕2 + 𝛻 = ∆= 2 𝜕𝑥2

𝜕2 𝜕𝑦 2

𝜕2 𝜕𝑧2

MỘT SỐ ĐẲNG THỨC

= 0

𝑑𝑖𝑣 𝑟𝑜𝑡𝐴 𝑟𝑜𝑡𝑔𝑟𝑎𝑑𝜑 = 0 𝑟𝑜𝑡𝑟𝑜𝑡𝐴 = 𝑔𝑟𝑎𝑑(𝑑𝑖𝑣𝐴) − 𝛻2𝐴 𝑑𝑖𝑣 𝜑𝐴 = 𝜑𝑑𝑖𝑣𝐴 + 𝐴 𝑔𝑟𝑎𝑑𝜑 = 𝐵𝑟𝑜𝑡𝐴 − 𝐴 𝑟𝑜𝑡𝐵 d𝑖𝑣 𝐴 𝑥𝐵 = 𝜑𝑟𝑜𝑡𝐴 + 𝑔𝑟𝑎𝑑𝜑𝑥𝐴 𝑟𝑜𝑡 𝜑𝐴

1.2. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA TĐT

 TĐT là một dạng đặc biệt của vật chất phân bố trong không gian

dưới dạng sóng và có kết cấu hạt.

 TĐT tĩnh: gắn với sự phân bố tĩnh của các điện tích, có lực tác dụng vào các hạt (các vật thể mang điện) và được thể hiện bằng các lực tác dụng.

 TĐT dừng: có kèm theo một phân bố dòng điện không đổi trong môi trường vật dẫn dứng yên trong một hệ quy chiếu khảo sát

 TĐT biến thiên: tồn tại trong không gian dưới dạng sóng gọi là sóng điện từ và nó mang năng lượng do vậy nó có khả năng lan truyền trong không gian.

CÁC VÉCTƠ ĐẶC TRƢNG CHO TĐT

 Véctơ cƣờng độ điện trƣờng 𝑬 Điện tích thử q đặt trong điện trường chịu tác dụng của lực điện

không đổi, gọi là

𝐹𝑒. Tại mỗi điểm của trường điện, tỷ số

𝐹𝑒 𝑞

cường độ điện trường tại điểm đó:

(V/m)

𝐸 = 𝐹𝑒 𝑞

CÁC VÉCTƠ ĐẶC TRƢNG CHO TĐT

 Vecto cảm ứng điện 𝑫

CÁC VÉCTƠ ĐẶC TRƢNG CHO TĐT

 Vecto cảm ứng từ 𝑩

CÁC VÉCTƠ ĐẶC TRƢNG CHO TĐT

 Vecto cƣờng độ từ trƣờng 𝑯

CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA TĐT

 Định luật bảo toàn điện tích – phƣơng trình liên tục

CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA TĐT

 Định luật bảo toàn điện tích – phƣơng trình liên tục

CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA TĐT

 Định luật bảo toàn điện tích – phƣơng trình liên tục

CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA TĐT

 Định luật Gauss đối với trƣờng điện

CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA TĐT

 Định luật cảm ứng điện từ Faraday

CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA TĐT

 Định luật lƣu số Ampere – Maxwell “Lưu số của vecto cường độ từ trường theo đường kín C bất kỳ bằng tổng đại số cường độ các dòng điện chảy qua các diện tích bao bởi đường kín C”