Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » معادلة ماكسويل-فاراداي

معادلة ماكسويل-فاراداي

1861
  • Michael Faraday
  • James Clerk Maxwell
إعداد مختبري يوضح معادلة ماكسويل-فاراداي في الكهرومغناطيسية.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

هذه هي الصورة التفاضلية لقانون فاراداي للحث، وهي إحدى معادلات ماكسويل الأربع. وينص هذا القانون على أن المجال المغناطيسي المتغير زمنيًّا ([latex]\mathbf{B}[/latex]) يصاحب دائمًا مجالًا كهربيًّا متغيرًا مكانيًّا وغير محافظ ([latex]\mathbf{E}[/latex]). يتم التعبير عن العلاقة على النحو التالي: [latex] \nنبلا \times \mathbf{E} = -\frac{\partial \mathbf{B}}{\partial t}[/latex]. تتحكم هذه المعادلة في كيفية توليد المجالات المغناطيسية المتغيرة لمجالات كهربائية عند نقطة محددة في الفضاء.

معادلة ماكسويل-فاراداي هي قانون أساسي في الكهرومغناطيسية يصف كيف يولد المجال المغناطيسي المتغير مجالاً كهربائيًّا. في صيغتها التفاضلية، [latex]\nabla \times \mathbf{E} = -\frac{\partial \mathbf{B}}{\partial t}[/latex]، توفر المعادلة وصفًا مجهريًا محليًا لهذه الظاهرة. وهنا، [latex]\nabla \times[/latex] هو مشغل الالتفاف، الذي يقيس الميل الدوراني للحقل الاتجاهي. ويمثل [latex]\mathbf{E}[/latex] المجال الكهربي، و[latex]\mathbf{B}[/latex] المجال المغناطيسي. ويمثل الحد [latex] \frac{\partial \mathbf{B}{\partial t}[/latex] المشتق الجزئي للمجال المغناطيسي بالنسبة إلى الزمن، وهو ما يشير إلى معدل تغيره عند نقطة محددة في الفراغ.

A key implication of this equation is that the induced electric field is non-conservative. A conservative vector field has a curl of zero, meaning the line integral around any closed loop is zero. Since the curl of [latex]\mathbf{E}[/latex] is non-zero in the presence of a changing magnetic field, the work done by this electric field on a charge moving in a closed loop is not zero. This non-zero work per unit charge is precisely the electromotive force (EMF) that drives current in a conductor.

كانت هذه المعادلة هي تعميم جيمس كليرك ماكسويل للنتائج التجريبية التي توصل إليها مايكل فاراداي عام 1831. لاحظ فاراداي أن التدفق المغناطيسي المتغير عبر دائرة كهربية يستحث تيارًا كهربائيًا، لكنه وصف ذلك بدلالة التدفق والتردد الكهرومغناطيسي. أعاد ماكسويل صياغة هذه الملاحظة في معادلة المجال المحلي، مما جعلها حجر الزاوية في نظريته الموحدة للكهرومغناطيسية. وهي تربط بأناقة بين الكهرباء والمغناطيسية، وتوضح أنهما ليسا ظاهرتين منفصلتين بل وجهان لمجال كهرومغناطيسي واحد. وتعد هذه الصيغة حاسمة في اشتقاق المعادلة الموجية للإشعاع الكهرومغناطيسي، والتنبؤ بوجود موجات الضوء وموجات الراديو وغيرها من أشكال الطاقة الكهرومغناطيسية التي تنتشر عبر الفضاء.

UNESCO Nomenclature: 2205
- الكهرومغناطيسية

يكتب

القانون الفيزيائي

الاضطراب

التأسيسية

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • اكتشاف هانز كريستيان أورستد للتأثير المغناطيسي للتيار الكهربائي (1820)
  • صياغة أندريه-ماري أمبير للقانون الذي يحكم القوى بين التيارات
  • اكتشاف مايكل فاراداي التجريبي للحث الكهرومغناطيسي (1831)
  • تطوير حساب المتجهات

التطبيقات

  • مولدات كهربائية
  • المحركات الحثية
  • محولات
  • نقل الطاقة لاسلكيًا
  • الطبخ بالحث
  • رؤوس التسجيل المغناطيسية
  • مسرعات الجسيمات

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

مرتبط بـ: معادلة ماكسويل-فاراداي، الصورة التفاضلية، التجعيد، المجال الكهربي، المجال المغناطيسي، الكهرومغناطيسية، الحث، معادلات ماكسويل.

السياق التاريخي

معادلة ماكسويل-فاراداي

1851
1854
1859
1861
1865
1868
1870
1851
1852
1859
1860
1861
1865
1869
1871

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.