Bài giảng Lý thuyết trường điện từ: Chương 5 - TS. Nguyễn Việt Sơn

Bài giảng "Lý thuyết trường điện từ: Chương 5 - Vật dẫn, điện môi, điện dung" được biên soạn với các nội dung chính sau đây: Dòng điện - mật độ dòng điện; Vật dẫn kim loại; Phương pháp soi ảnh; Chất điện môi; Phương pháp lưới;... Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Lý thuyết trường điện từ: Chương 5 - TS. Nguyễn Việt Sơn LÝ THUYẾT TRƯỜNG ĐIỆN TỪ Chương 5: Vật dẫn - Điện môi - Điện dung I. Dòng điện - Mật độ dòng điện II. Vật dẫn kim loại III. Phương pháp soi ảnh IV. Bán dẫn V. Chất điện môi VI. Điện dung VII. Phương pháp đường sức - đẳng thế VIII. Phương pháp lưới2015 - Lý thuyết trường điện từ - Nguyễn Việt Sơn 1 Chương 5: Vật Dẫn - Điện Môi - Điện DungI. Dòng điện - Mật độ dòng điện Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện dương (tốc độ biến thiên của điện tích theo thời gian). dQ I [ A] dt Mật độ dòng điện J [A/m2] đo sự phân bố dòng điện trên một đơn vị diện tích. Dòng điện chảy ra khỏi mặt ΔS vuông góc với mật độ dòng điện, được tính theo công thức: ΔI = JNΔS Nếu ΔS không vuông góc với mật độ dòng điện: ΔI = J.ΔS Tổng dòng điện qua mặt S có mật độ dòng điện J được tính theo công thức: I   J  dS S2015 - Lý thuyết trường điện từ - Nguyễn Việt Sơn 2 Chương 5: Vật Dẫn - Điện Môi - Điện DungI. Dòng điện - Mật độ dòng điện Q  V V z Vật mang điện có hàm mật độ điện tích khối ρV S Q  V V  V S L y Đơn giản hóa: Coi vật dịch chuyển song song với trục x: Δx trong khoảng thời gian Δt x L Q  V S x z Q  V V Vậy trong Δt, lượng dòng điện ΔI chảy qua mặt vuông góc với phương Δx là: S y Q x I   V S  I  V Svx  J x S t t x x L Vậy ta có: J  V v2015 - Lý thuyết trường điện từ - Nguyễn Việt Sơn 3 Chương 5: Vật Dẫn - Điện Môi - Điện DungI. Dòng điện - Mật độ dòng điệnVí dụ: Cho vector mật độ dòng điện J  10  2 zaρ  4  cos2 aφ A / m2Tính tổng dòng điện chảy qua mặt tròn ρ = 3, 0 < φ < 2π, 1 < z < 2Giải:  Áp dụng công thức: I  J  dS  J  3  dS S  S J  3  10.32 za ρ  4.3cos 2  a φ  90 za ρ  12cos 2  aφ Ta có: dS   d dzaρ  3d dzaρ Suy ra: z  2   2 z 2 I   J  dS   270 zd dz    270 zd dz   2 .270 zdz  2,54 A S S z 1 0 z 12015 - Lý thuyết trường điện từ - Nguyễn Việt Sơn 4 Chương 5: Vật Dẫn - Điện Môi - Điện DungI. Dòng điện - Mật độ dòng điện Xét một mặt kín S: I   J  dS S Theo định nghĩa: Dòng điện chảy ra khỏi mặt kín tỷ lệ với độ giảm của hạt mang điện tích dương (tỉ lệ với độ tăng của hạt mang điện tích âm). Gọi Qi là các hạt mang điện trong một mặt kín. dQi I   J  dS    trong đó Qi  V dv S dt V d V Định lý Dive:  J  dS   (  J )dv   (  J ) dv     dv    dv t V S V V dt V V V V  (  J )v   v  J   ...