Уравнения Максвелла для квазистационарного электромагнитного поля
Уравнения Максвелла в среде:
Уравнения связи для однородной изотропной среды:
Будем рассматривать не магнитные материалы, т.е. .
Случай квазистационарных полей означает, что поля считаем в одних случаях стационарными, а в других случаях – не стационарными. Для квазистационарных полей:
1) , а отбрасываем, т.к.
2) - оставляем как есть.
Критерий применимости:
Если , то . Слагаемое . В гауссовой системе единиц имеет размерность как .
Составим отношение для сравниваемых слагаемых:
Это есть критерий или условие квазистационарности. И тогда:
Рассмотрим, как упрощается :
Запишем закон сохранения заряда в форме уравнения непрерывности:
,
Используем (*), тогда:
, где
Общее решение этого уравнения:
Для сред с высокой проводимостью мала, , где - период, тогда:
Но поле может и не меняться по гармоническому закону, а может меняться как угодно, тогда - время, за которое поле меняется существенно.
Тогда
, и
Т.е. заряды быстро рассасываются. Значит для квазистационарного случая
В итоге получаем для квазистационарного случая систему уравнений Максвелла:
В квазистационарных полях есть эффекты:
1)Скин-эффект – быстропеременное поле вытесняется на поверхность проводника.
2)Токи Фуко – переменное магнитное поле создаёт электрические токи внутри проводника.