Главная / Электродинамика / Граничные условия, потенциалы электрического и магнитного поля

Граничные условия, потенциалы электрического и магнитного поля

Устройства или приборы, в которых происходит передача, усиление, преобразование спектра (фильтрация) пакетов электромагнитного поля, сформированы в виде объемов или поверхностей, образованных материалами с различными диэлектрическими, магнитными свойствами или параметрами проводимости. В состав устройства или прибора могут входить объемные элементы, занятые диэлектрическими или магнитными материалами, а также поверхности, образованные проводниками (медь, серебро, золото, сплавы) или сверхпроводниками. Для анализа действия приборов или их проектирования нужно понимать, что происходит с векторами электромагнитного поля на границе объемов или поверхностей, образованных средами с различными диэлектрическими, магнитными или проводниковыми параметрами. Количественная связь между компонентами векторов электромагнитного поля на границе раздела сред с различными свойствами определяется граничными условиями, о которых и пойдет речь с этой главе.

Следующий раздел этой главы посвящен потенциалам электрического и магнитного поля. Из традиционного курса электротехники известно, что напряженность электрического поля () связана электростатическим потенциалом (j):

В практической электротехнике широко используется понятие разности потенциалов ли электрического напряжения в Вольтах. Напряженность электрического поля привлекается к практическому использованию, когда нужно характеризовать прочность изоляционных материалов по отношению в электрическому пробою. В более широком представлении об электромагнитном поле в электродинамике используются также как потенциалы, так и напряженности поля. В курсе физики установлено, что потенциал определяет энергию заряженной частицы в электромагнитном поле, напряженность поля определяет силу, с которой поле действует на частицу. При решении задач электродинамики или техники СВЧ в ряде случаев удобнее пользоваться описанием поля с помощью напряженности поля, а в других случаях с помощью потенциалов. Поэтому важно знать оба способа описания свойств электромагнитного поля и знать переходы от одного способа описания к другому.