1
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Mô hình toán của trường điện từ
Lecture 3
EE 2003: Trường điện từ
EE 2015 : Signals & Systems Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Điện tích & phân bốđiện tích
600 BC: Miletos phát hiện khi cọxát “elektron” (hổphách) với
quần áo bằng lông thú có thểhút được các mảnh rơm hoặc
lông chim. Đây là một bí ẩn suốt 2000 năm sau đó.
1773: Charles Francois du Fay phát hiện điện có 2 dạng âm (-)
và dương (+)
1785: Charles Augustin Coulomb kiểm chứng lực điện giữa 2
điện tích bằng thực nghiệm và đưa ra định luật Coulomb và
sau này thứnguyên của điện tích mang tên Coulomb (C)
1897 Josheph Thomson đã phát hiện ra hạt mang điện cơbản
là điện tử(electron). Electron có giá trịe = -1.6x10-19(C), hạt
nhân (proton và neutron) mang điện tích dương.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
2
EE 2015 : Signals & Systems Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Điện tích & phân bốđiện tích
dV
dS
d
3
v
dq
ρ = (C/m )
dv
2
S
dq
ρ = (C/m )
dS
dq
ρ = (C/m)
d
v
V
q=
ρ dv (C)
L
q=
ρ d (C)
q=
s
q
4quy luật phân bố của điện tích:
EE 2015 : Signals & Systems Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Dòng điện & phân bốcủa dòng điện
1747: Benjamin Franklin khám phá ra dòng điện và đưa ra “nguyên
lý bảo toàn điện tích” và gọi dòng điện là dòng chảy của điện tích
dương.
1792: Alessandro Volta khám phá nguyên lý tạo ra ắc quy đểtạo ra
dòng điện.
1820: Hans Christian Oersted khám phá ra dòng điện làm lệch kim
từ(dùng đểphát hiện lực từ) mởđầu cho khám phá mới vềlực từ
được biết đến trước đó năm 900 BC
1820: Jean-Baptiste Biot và Felix Savart đưa ra lực từgiữa 2 dây dẫn
nhưng chưa đầy đủ.
1825: Ampere công bốcác kết quảvềtừ: lực từgiữa 2 dây mang
dòng điện, định luật Ampere và đưa ra lý thuyết vềđiện động học
thứnguyên của dòng điện mang tên Ampere (A)
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3
EE 2015 : Signals & Systems Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Dòng điện & phân bốcủa dòng điện
3quy luật phân bố của dòng điện:
S
I= JdS (A)

2
n
dI
J= a (A/ m )
dS
n
dI
J = a (A/ m)
d
S
L
I= J d (A)
s
I (A)
EE 2015 : Signals & Systems Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Các đại lượng đặc trưng cho trường điện từ
1861: Maxwell đưa ra lý thuyết trường điện từnhằm giải thích
cho lực điện và lực từđến từkhông gian xung quanh điện tích
và dòng điệntrường điện từ.
1892: Hendrik Lorentz đưa ra phương trình tổng quát vềlực
điện từtheo trường điện và trường từmột cách đầy đủlực
Lorentz
F=qE qv B
Lực điệnLực từ
(N/Am) Trường từ
Vector MĐ thông lượng
từVector cảm ứng từ
(Wb/m2) or Tesla (T)
(N/C) Trường điện
Vector CĐ trường điện
(V/m)
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4
EE 2015 : Signals & Systems Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Phân cực điện môi
Dipole điện
Dipole điện:
p =Qd (Cm)
Mức độphân cực quyết định bởi vectơphân cực điện:
N V
2
k
V 0
k=1
1
P= lim p =Np ( / )
V
C m
Điện môi trong trường điện sẽbịphân cực:
- +
Q
-Q
d
Trong môi trường đẳng hướng tuyến tính vectơphân cực
điện tỷlệvới trường điện:
e 0
P=
χ ε E
EE 2015 : Signals & Systems Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Phân cực điện môi
Vectơcảm ứng điện (hay mật độthông lượng điện):
2
0
D=
ε E P(C/ m )
Kết quảta có phương trình liên hệ:
D=εE
0=1/(36x109) (F/m): hằng sốđiện
e : độcảm điện của môi trường
r=1+e: độthẩm điện tương đối
=r0: độthẩm điện (F/m)
Free space: r=1
Air: r=1.0006
Paper: r=2.0-3.0
Wet earth r=10
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
5
EE 2015 : Signals & Systems Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Dẫn điện trong môi trường dẫn
dS
d vdt
dV=d dS
+
++
+
+
+
dq
di= NQvdS
dt

N
an
di=JdS
J NQv
V
J
ρ v
2
(A/m )
n
dS
Môi trường dẫn trong trường điện sẽxuất hiện dòng điện:
EE 2015 : Signals & Systems Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT
Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Dẫn điện trong môi trường dẫn
Định luật Ohm : (S/m) or (1/m): độdẫn điện
J= E
Ví dụ: Silver: =6.1x107(S/m); Copper: =5.8x107(S/m);
Sea water: =4(S/m)
Phương trình liên hệ:
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt