U elektromagnetskoj teoriji fenomen magnetskog polja može se objasniti promjenom magnetskog polja električno polje . Magnetsko polje nastaje u okruženju električne struje (provodne struje). Budući da električna struja može biti u stacionarnom ili promjenjivom stanju. Koncept pomicanja struje ovisi o promjeni vremena električnog polja E, koji je razvio britanski fizičar James Clerk Maxwell u 19. stoljeću. Dokazao je da je struja pomicanja druga vrsta struje, proporcionalna brzini promjene električnih polja i također objasnio matematički. U ovom članku razgovarajmo o trenutnoj formuli pomicanja i potrebi.
Kolika je istisna struja?
Struja istiskivanja definirana je kao vrsta struje proizvedene zbog brzine polja električnog istiskivanja D. To je vremenski promjenljiva količina uvedena u Maxwellove jednadžbe . Objašnjeno je u jedinicama gustoće električne struje. Uveden je u zakon Ampereovih krugova.
The SI jedinica struje pomaka je Ampere (Amp). Dimenzija se može izmjeriti u jedinici duljine, koja može biti max, min ili jednaka stvarnom prijeđenom putu od početne točke do krajnje točke.
Izvođenje
Formula, dimenzije i struja pomicanja izvođenje struje pomaka može se objasniti razmatranjem osnovnog kruga koji daje struju pomicanja u kondenzatoru.
Razmotrimo paralelni pločasti kondenzator s potrebnim napajanjem. Kad se napajanje da kondenzatoru, on se počinje puniti i u početku neće biti provođenja struje. S povećanjem vremena, kondenzator se kontinuirano puni i nakuplja iznad ploča. Tijekom punjenja a kondenzator s vremenom će doći do promjene električnog polja između ploča što inducira struju pomicanja.
Iz datog kruga uzmite u obzir površinu kondenzatora paralelne ploče = S
Struja istiskivanja = Id
Jd = gustoća struje istiskivanja
d = € E tj., vezano za električno polje E
€ = permitivnost medija između ploča kondenzatora
Formula struje pomaka kondenzatora daje se kao,
Id = Jd × S = S [dD / dt]
Od Jd = dD / dt
Iz Maxwellove jednadžbe možemo zaključiti da će struja pomicanja imati istu jedinicu i utjecaj na magnetsko polje provodne struje.
▽ × H = J + Jd
Gdje,
H = magnetsko polje B kao B = μH
μ = propusnost medija između ploča kondenzatora
J = gustoća vodljive struje.
Jd = gustoća struje istiskivanja.
Kao što to znamo ▽ (▽ × H) = 0 i ▽ .J = −∂ρ / ∂t = - ▽ (∂D / ∂t)
Upotrebom Gaussova zakona koji je ▽ .D = ρ
Ovdje je ρ = gustoća električnog naboja.
Stoga možemo zaključiti da je Jd = ∂D / ∂t gustoća struje istiskivanja i potrebno je uravnotežiti RHS s LHS jednadžbe.
Nužnost struje istiskivanja
Kroz dvije ploče kondenzatora nema protoka nosača naboja i provodna struja se ne odvija kroz ovu izolaciju. Neprekidni efekti magnetskog polja između ploča daju struju pomicanja. Veličina se može izračunati iz struje punjenja i pražnjenja kruga koja je jednaka veličini provodne struje provodne žice koja povezuje kondenzator (početna točka do završna točka)
Nužnost toga može se objasniti uzimajući u obzir sljedeće čimbenike,
- U elektromagnetskom zračenju poput valova svjetlosti i radio valova šire se u svemir.
- Kada je promjenjivo magnetsko polje izravno proporcionalno brzini promjene električnog polja.
- Struja pomicanja potrebna je za stvaranje magnetskog polja između dvije ploče kondenzatora.
- Koristi se u amperskom krugu.
- Struja pomicanja omogućuje razumijevanje širenja elektromagnetskih valova kroz prazne prostore.
Struja istiskivanja u kondenzatoru
Kondenzator uvijek ovisi o istisnoj struji, a ne o provodnoj struji kada je razlika potencijala ispod maksimalnog napona između ploča. Budući da to znamo, protok elektrona daje provodnu struju. Dok je ova struja u kondenzatoru posljedica brzine promjene električnog polja koja je ekvivalentna struji koja prolazi kroz ploče.
Struja istiskivanja u kondenzatoru
Kada se na kondenzator primijeni maksimalni napon, on se počinje puniti i provoditi. Kada napon prijeđe, tada djeluje poput vodiča i rezultira provodnom strujom. U ovoj se fazi naziva prekid kondenzatora.
Razlika između vodljive i pomakne struje
Razlika između provodne struje i struje pomaka uključuje sljedeće.
Provodna struja | Struja istiskivanja |
| Definira se kao stvarna struja proizvedena u krugu zbog protoka elektrona pod primijenjenim naponom. | Definira se kao brzina promjene električnog polja između ploča kondenzatora pri primijenjenom naponu. |
| Nastaje zbog protoka nosača naboja (elektrona) jednoliko, dok je električno polje konstantno s vremenom | Nastaje uslijed kretanja elektrona brzinom promjene električnog polja |
| Prihvaća ohmov zakon | Ne prihvaća ohmov zakon |
| Daje se kao I = V / R | Daje se kao Id = Jd x S |
| Prikazana je kao stvarna struja | Prikazana je kao prividna struja koja nastaje uslijed električnog polja u različitom vremenu |
Svojstva
The svojstva struje pomaka su spomenuti u nastavku,
- To je vektorska veličina i poštuje svojstvo kontinuiteta u zatvorenom putu.
- Mijenja se brzinom promjene struje u električnom polju gustoće.
- Daje nula veličina kad je struja u električnom polju žice stabilna
- Ovisi o promjeni vremena električnog polja.
- Imao je i smjer i veličinu, što može biti vrijednost pozitivne, negativne ili nule
- Duljina toga može se uzeti kao minimalna udaljenost od početne do završne točke bez obzira na put.
- Može se mjeriti u jedinici duljine
- Ima minimalnu ili maksimalnu ili jednaku veličinu pomaka za određeno vrijeme do stvarne udaljenosti od točke.
- Ovisi o elektromagnetskom polju.
- Daje nultu vrijednost kada su početna i završna točka iste
Dakle, ovdje se radi o svemu pregled struje pomaka - formula, izvođenje, značaj, potreba i istisna struja u kondenzatoru. Ovdje je qi za vas: „Što je vodljiva struja u kondenzatoru? “
