Legile campului electromagnetic

Legile campului electromagnetic se formuleaza prin generalizarea unor relatii de dependenta sau de detectare intre speciile de marimi primitive electrice si magnetice, respectiv marimi ale domeniului mecanic tehnic, etc., prin generalizarea unor teoreme stabilite in starile statice si stationare si prin generalizarea datelor experimentale. Aceste legi sunt:1. Legea polarizatiei electrice temporare Dependenta locala dintre componenta temporara a polarizatiei electrice si intensitatea campului electric E, constatata experimental in regim electrostatic, se verifica si in regim variabil in timp si constituie legea polarizatiei electrice temporare: In fiecare punct dintr-un dielectric si in fiecare moment, polarizatia electrica temporara Pt este in functie de intensitatea campului electric: Pt(r,t) = Pt[E(r,t)]2. Legea dependentei dintre inductie, intensitate si polarizatie in camp electric In fiecare punct din camp si in fiecare moment, inductia electrica D este egala cu : D(r,t) = E(r,t) + P(r,t)3. Legea fluxului electric Fluxul electric printro suprafata inchisa este in fiecare moment egala cu sarcina electrica a copurilor din interiorul suprafetei.4. Legea conductiei electrice Aceasta lege stabileste dependenta locala si instantanee dintre intensitatea campului electric in sens larg E1 si densitatea curentului electric de conductie I: in fiecare punct dintr-un conductor, independent de starea lui cinematica, densitatea curentului electric de conductie este in functie de intensitatea campului electric in sens larg: I(r,t) = J[E1(r,t)].5. Legea transformarii energiei in conductoare parcurse de curent electric de conductie Aceasta lege stabileste conditiile in care intr-un conductor parcurs de curent electric de conductie energia electromagnetica se transforma in energie interioare (caldura).6. Legea magnetizatiei temporare Dependenta locala dintre componenta temporara a magnetizatiei si intensitatea campului magnetic H, constatata experimental se verifica si in reigm variabil in timp si constituie legea magnetizatiei temporare: in fiecare punct din camp si in fiecare moment, magnetizatia temporara Mt este in functie de intensitatea campului magnetic: Mt(r,t) = Mt[H(r,t)].7. Legea dependentei dintre inductie, intensitatea si magnetizatie in camp magnetic Relatia dintre B,H si M in camp magnetic, se generalizeaza pentru campul electromagnetic variabil in timp, independent de starea cinematica a corupurilor, in acest fel se formuleaza legea dependentei dintre B,H si M in camp electromagnetic: B(r,t) = [H(r,t) + M(r,t)]8. Legea fluxului magnetic Aceasta lege este independenta de starea cinematica a corpurilor si se enunta prin generalizarea teoremei fluxului magnetic pentru camp. Fluxul printr-o suprafata inchisa este in fiecare moment nul.9. Legea conservarii sarcinii electrice Fie o suprafata care intersecteaza conductoare parcurse de curent electric si contine in interior corpuri incarcate cu sarcini electrice. Sub forma integrala continutul legii este: in fiecare moment, intensitatea campului electric de conductie i care iese din suprafata este egala cu viteza de scadere in timp a sarcinii electrice q care incarca corpurile din interiorul suprafetei, indiferent de starea lor cinematica.10. Legea inductiei electromagnetice Formularea legii inductiei electromagnetice se face prin analiza si interpretarea experientelor efectuate de Faraday, care a pus in evidenta fenomenul inducerii de tensiuni electromotoare de fluxul magnetic variabil in timp.11. Legea circuitului magnetic Legea circuitului magnetic stabileste modul de producere a campului magnetic de catre curentul electric de conductie si de fluxul electric variabil in timp, impreuna cu legea inductiei electromagnetice alcatuiesc principalele legi de evolutie a campului electromagnetic variabil in timp.

Marimile din electromecanica

1) Sarcina electrica este marimea fizica scalara cu ajutorul careia se caracterizeaza starea de incarcare electrica a corpurilor. Aceasta nu poate fi creata sau distrusa, doar transportata.2) Campul electric este starea de existenta a materiei din jurul corpurilor electrice, ce se caracterizeaza prin faptul ca exercita forte sau cupluri asupra unor corpuri electrice aflate in campul electric.3) Intensitatea campului electric E intr-un punct este egala cu raportul dintre forta F exercitata de campul electric asupra unui corp de proba si sarcina electrica q a corpului de proba situat in acel punct.4) Tensiunea electrica dintre doua puncte A si B intr-un camp electric, in vid, este egala cu integrala de linie a vectorului intensitatea a campului electric E de la A pana la B pe drumul considerat.5) Potentialul unui punct oarecare M se defineste ca tensiunea dintre acel punct M si un punct de referinta M unde potentialul se considera nul.6) Fluxul electric printr-o suprafata S este integrala de suprafata a inductiei electrice D prin acea suprafata.

ELECTROSTATICA

Electrostatica este studiul electricitatii in echilibru. Prima data a fost observat in urma cu peste 2500 de ani, dar abia pe la 1600 s-a generalizate de catre medicul englez Gilbert si numeste acest fenomen electrizare.

LEGEA LUI COLUMB In 1785, Coulomb a gasit experimental relatia cantitativa care exprima forta de interactiune, in functie de sarcinile electrice in prezenta si de distanta respectiva. Forta de interactiune F, intre doua corpuri, incarcate cu Q1 si Q2 (sarcini electrice) si situate la distanta r, se poate exprima astfel: F = * e = constanta electrica sau permitivatate

Concluzie: Fortele Coulombiene, ce apar intre doua corpuri electrizate, sunt direct proportionale cu produsul sarcinilor electrice si invers proportionale cu patratul distantei ce le separa. Intensitatea acestor forte scade atunci cand permitivitatea mediului creste.

ELECTROCINETICA

Electrocinetica este disciplina din cadrul electrotehnicii care studiaza starile electrice ale conductoarelor parcurse de curenti electrici de conductie. Curentul electric si tensiunea electromotoare Existenta unui camp electric in conductoare determina o stare specifica, numita stare electrocinetica. In aceasta stare, conductoarele electrice sunt sediul unor transformari energetice, semnalate prin efecte mecanice, termice, magnetice sau chimice. Starea electrocinetica este caracterizata de cantitatea de sarcini electrice care strabate o suprafata S, in unitatea de timp, marime numita intensitatea curentului electric. Legea conductiei electrice: E + Ei = pJ, p=rezistivitatea conductorului. Transformarea energiei in procesul de codunctie pJ = EJ Pile si acumulatori O sursa de curent continuu consta din doi electrozi diferiti, de metal sau grafit, cufundati intr-o solutie de electrolit si se numeste pila sau acumulator electric. Acumulatoarele sau elementele sunt caracterizate prin reactii chimice reversibile la schimbarea sensului curentului electric prin electrolit. Acumulatoarele pot fi acide sau alcaline de tip Fe Ni sau Cd Ni. Acumulatorul este caracterizat prin capacitatea sa, egala cu cantitatea de electricitate pe care o poate livra intr-un interval de timp. De asemenea un factor important este randamentul.

ELECTRODINAMICA

Studiaza starile electrice si magnetice variabile in timp.

Campul magnetic Starea fizica in care intra anumite corpuri, sau minereuri, se exercita forte si cupluri si cupluri, se numeste stare de magnetizare, corpurile se numesc magnetizate, iar sistemul fizic din vecinatatea corpurilor magnetizate se numeste camp magnetic. Campul magnetic mai poate fi produs si de catre corpurile parcurse de curent electric de conductie, de miscarea corpurilor electrizate si de variatia in timp a campului electric.

Materiale magnetice Starea locala de magnetizare este caracterizata de magnetizatie, care are doua componente: permanenta si temporara. Dupa modalitatea de magnetizare corpurile se impart in corpuri: diamagnetice, paramagnetice, feromagnetice.

Circuite magnetice Pentru masini, echipamente si aparate electrice.

Legea inductiei electromagnetice Fenomenul de producere a unui camp electric prin variata campului magnetic se nuemste inductie electromagnetica. Faraday - 1831

Sda

SdaFAdFSdgSfGdfGBfshgsHsgNsHStHsrNhfsNrstdbhbsdb

hj