Milli Aviasiya Akademiyası(qsc) Sərbəst İş-№7

Milli Aviasiya Akademiyası(QSC)

Sərbəst İş-№7

Fakultə-Fizika texnologiya

İxtisas-Radiotexnika və Telekommunikasiya mühəndisliyi
Qrup-2542a
Fənn- Elektrodinamika və radiodalğaların yayılması
Mövzu- Elektromaqnit sahəsinin enerci balansı
Tələbə- Həsənli Məhəmməd
Müəllimə- Qasımova Vəfa
BAKI-2023

§ 4.1. Elektromaqnit sahəsinin enerci balansı


Qeyd edək ki, elektromaqnit sahəsi materiyanın mövcud formalarından biri olub, onun başqa növləri kimi enerciyə malik­dir. Elektromaqnit sahəsinin də enercisi müxtəlif enerci növlərinə çevrilə bilər (istilik, işıq, mexaniki, kimyəvi və s.). Bu çevrilmə zamanı enercinin saxlanması üçün balans tənliyini çıxaraq.
Fərz edək ki, fəzada hər hansı S səthi ilə əhatə olunmuş V həcmi verilir (şəkil 4.1). Fərz edək ki, bu həcmin daxilində kənar mənbələr mövcuddur və onlar elektromaqnit sahəsi yaradır. Onda sadə fiziki təsəvvürdən aydındır ki, bu kənar mənbənin maqnit sahəsinin enercisinə və şüalanmaya sərf olunur.
, (4.1)
burada - kənar mənbələrin gücü, P_n – V həcmi daxilində itkiyə sərf olunan güc, P_ - S səthindən keçən güc (şüalanma gücü), W–V həcmində məskunlaşan elektromaqnit sahəsinin enercisi, isə V həcmi daxilində enercinin dəyişməsinə sərf olu­nan gücdür.
(4.1) tənliyi elektromaqnit enercisinin balans tənliyidir. Balans tənliyi enercinin saxlanma qanununu keyfiyyətcə təmin edir, lakin kəmiyyətcə təyin edə bilmir. Enercinin kəmiyyətcə balans tənliyinin xarakterizə etmək üçün Maksvelin birinci tən­li­yinin differensial formasıdan istifadə edək (kənar cərəyanlar da daxil olmaqla).

Bu tənliyə daxil olan kəmiyyətlər vektorialdır. (4.1) tənliyinə analoci tənlik almaq üçün Maksvelin birinci tənliyinin hər bir həddini skalyar olaraq -yə vuraq və sonra alınan ifadəni V həcmi üzrə inteq­rallayaq
(4.2)

Şəkil 4.1. S səthi ilə əhatə olunmuş V həcmi

Vektor analizindən məlumdur ki,
(4.3)
burada əvəzetməsini aparaq.
Onda (4.2) ifadəsinin sol tərəfi belə olar:
(4.4)
Bu ifadədə Maksvelin ikinci tənliyini nəzərə almaqla aşağı­dakı çevrilməni yerinə yetirək
(4.5)
Bu tənlikdə sonuncu iki həddi belə yaza bilərik:
. (4.6)
Onda (4.4) tənliyi aşağıdakı şəklə düşər:
(4.7)
ilə işarə edək. Bu ifadəyə Pyontinq vektoru deyilir.
Ostroqradski-Qaus teoremini (4.6)-ya tətbiq etsək
(4.8)
Buna Pyontinq teoremi deyilir və enercinin saxlanma qanu­nunu ifadə edir. Bu bərabərliyin sağ və sol tərəfindəki ifadələrin fiziki mənalarını izah edək. Bu ifadənin sol tərəfi kənar mən­bə­lər­dən alınan gücüdür:
, (4.9)
. (4.10)
Bu ifadə Joul-Lens istiliyidir.
(4.11)
Bu ifadə zamana görə dəyişən elektromaqnit sahəsinin enercisidir.
(4.12)
Bu ifadə isə şüalanma gücüdür.
(4.11)-dən aydındır ki, elektromaqnit sahəsinin enercisi aşağıdakı düsturla ifadə olunur:
, (4.13)
burada - elektrik sahəsinin enercisi,
- maqnit sahəsinin enercisidir.
Adətən, güc sıxlığı adlandırılan kəmiyyət də daxil edilir.
. (4.14)
ifadəsindən görünür ki, vahid zamanda S səthindən keçən enercini göstərir. Deməli, Poyntinq vektoru şüalanma enercisinin sıxlığıdır.
Əgər mənbə baxdığımız V həcmli cismə enerci verirsə, P_kən0 və əksinə olarsa, mənbə V həcmindən enerci alırsa P_kən0 olur.


Nəticə: 1. Poyntinq vektoru mühüm mənalı fiziki kəmiyyətdir. Bu vektor ədədi qiymətcə vahid zamanda səthdən həmin səthə perpendikulyar istiqamətdə keçən elektromaqnit sahəsinin enerci sıxlığıdır.
2. Enerci balansının fiziki mənası ondan ibarətdir ki, kənar mənbənin gücü itkilərə, elektromaqnit sahəsinin enercisinin zamana görə dəyişməsinə və ətraf mühitə şüalanmasına sərf olunur.