Τι είναι το ρεύμα μετατόπισης: Παράγωγα και οι ιδιότητές του

Στην ηλεκτρομαγνητική θεωρία, το φαινόμενο του μαγνητικού πεδίου μπορεί να εξηγηθεί σχετικά με μια αλλαγή στο ηλεκτρικό πεδίο . Το μαγνητικό πεδίο παράγεται στο περιβάλλον του ηλεκτρικού ρεύματος (ρεύμα αγωγιμότητας). Δεδομένου ότι το ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να είναι σε σταθερή ή διαφορετική κατάσταση. Το ρεύμα μετατόπισης της έννοιας εξαρτάται από τη διακύμανση του χρόνου του ηλεκτρικού πεδίου Ε, που αναπτύχθηκε από τον Βρετανό φυσικό James Clerk Maxwell τον 19ο αιώνα. Αποδείχθηκε ότι το ρεύμα μετατόπισης είναι ένα άλλο είδος ρεύματος, ανάλογο με το ρυθμό αλλαγής των ηλεκτρικών πεδίων και εξήγησε επίσης μαθηματικά. Ας συζητήσουμε τον τρέχοντα τύπο και την αναγκαιότητα μετατόπισης σε αυτό το άρθρο.

Τι είναι το ρεύμα μετατόπισης;

Το ρεύμα μετατόπισης ορίζεται ως, ο τύπος του ρεύματος που παράγεται λόγω του ρυθμού του πεδίου ηλεκτρικής μετατόπισης D. Είναι μια χρονικά μεταβαλλόμενη ποσότητα που Οι εξισώσεις του Maxwell . Εξηγείται στις μονάδες πυκνότητας ηλεκτρικού ρεύματος. Εισάγεται στο νόμο των κυκλωμάτων Ampere.
ο SI μονάδα ρεύματος μετατόπισης είναι Ampere (Amp). Η διάσταση αυτού μπορεί να μετρηθεί στη μονάδα μήκους, η οποία μπορεί να είναι η μέγιστη, ελάχιστη ή ίση με την πραγματική απόσταση που διανύθηκε από ένα αρχικό σημείο έως ένα τελικό σημείο.

Παραγωγή

Ο τύπος, οι διαστάσεις και το ρεύμα μετατόπισης παραγωγή ρεύματος μετατόπισης μπορεί να εξηγηθεί λαμβάνοντας υπόψη το βασικό κύκλωμα, που δίνει το ρεύμα μετατόπισης σε έναν πυκνωτή.

Σκεφτείτε έναν παράλληλο πυκνωτή πλάκας με την απαιτούμενη παροχή ρεύματος. Όταν δοθεί στην τροφοδοσία ο πυκνωτής, αρχίζει να φορτίζεται και δεν θα υπάρξει αγωγιμότητα ρεύματος αρχικά. Με την αύξηση του χρόνου, ο πυκνωτής φορτίζει συνεχώς και συσσωρεύεται πάνω από τις πλάκες. Κατά τη φόρτιση ενός πυκνωτής με το χρόνο, θα υπάρξει μια αλλαγή στο ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ των πλακών που προκαλεί το ρεύμα μετατόπισης.

Από το δεδομένο κύκλωμα, λάβετε υπόψη την περιοχή του παράλληλου πυκνωτή πλάκας = S

Ρεύμα μετατόπισης = Αναγνωριστικό

Jd = πυκνότητα ρεύματος μετατόπισης

d = € E δηλ., σχετίζεται με το ηλεκτρικό πεδίο E

€ = διαπερατότητα του μέσου μεταξύ των πλακών ενός πυκνωτή

Ο τύπος ρεύματος μετατόπισης ενός πυκνωτή δίνεται ως,

Αναγνωριστικό = Jd × S = S [dD / dt]

Από Jd = dD / dt

Από την εξίσωση του Maxwell, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το ρεύμα μετατόπισης θα έχει την ίδια μονάδα και επίδραση στο μαγνητικό πεδίο του ρεύματος αγωγιμότητας.

▽ × H = J + Jd

Που,

H = μαγνητικό πεδίο Β ως Β = μΗ

μ = διαπερατότητα του μέσου μεταξύ των πλακών ενός πυκνωτή

J = αγώγιμη πυκνότητα ρεύματος.

Jd = πυκνότητα ρεύματος μετατόπισης.

Όπως το γνωρίζουμε ▽ (▽ × H) = 0 και ▽. J = −∂ρ / ∂t = - ▽ (∂D / ∂t)

Χρησιμοποιώντας τον νόμο του Gauss που είναι ▽ .D = ρ

Εδώ, ρ = πυκνότητα ηλεκτρικού φορτίου.

Ως εκ τούτου μπορούμε να συμπεράνουμε ότι, Jd = ∂D / ∂t πυκνότητα ρεύματος μετατόπισης και είναι απαραίτητο να εξισορροπηθεί το RHS με το LHS της εξίσωσης.

Η αναγκαιότητα ρεύματος μετατόπισης

Δεν υπάρχει ροή φορέων φόρτισης μέσω των δύο πλακών ενός πυκνωτή και το ρεύμα αγωγιμότητας δεν λαμβάνει χώρα μέσω αυτής της μόνωσης. Οι συνεχείς επιδράσεις μαγνητικού πεδίου μεταξύ των πλακών δίνουν το ρεύμα μετατόπισης. Το μέγεθος αυτού μπορεί να υπολογιστεί από το ρεύμα φόρτισης και εκφόρτισης ενός κυκλώματος που είναι ίσο με το μέγεθος του ρεύματος αγωγιμότητας ενός αγώγιμου σύρματος που συνδέει έναν πυκνωτή (σημείο εκκίνησης έως τελικό σημείο)

Η αναγκαιότητα αυτού μπορεί να εξηγηθεί λαμβάνοντας υπόψη τους ακόλουθους παράγοντες,

• Στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία όπως τα φωτεινά κύματα και τα ραδιοκύματα διαδίδονται στο διάστημα.
• Όταν το μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο είναι άμεσα ανάλογο με τον ρυθμό αλλαγής του ηλεκτρικού πεδίου.
• Το ρεύμα μετατόπισης είναι απαραίτητο για την παραγωγή του μαγνητικού πεδίου μεταξύ των δύο πλακών ενός πυκνωτή.
• Χρησιμοποιείται στο κύκλωμα Amperes.
• Το ρεύμα μετατόπισης καθίσταται δυνατή για την κατανόηση του τρόπου διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων μέσω κενών χώρων.

Ρεύμα μετατόπισης σε πυκνωτή

Ένας πυκνωτής εξαρτάται πάντα από το ρεύμα μετατόπισης και όχι από το ρεύμα αγωγιμότητας, όταν υπάρχει μια πιθανή διαφορά κάτω από τη μέγιστη τάση μεταξύ των πλακών. Δεδομένου ότι το γνωρίζουμε, η ροή των ηλεκτρονίων δίνει το ρεύμα αγωγιμότητας. Ενώ αυτό το ρεύμα σε έναν πυκνωτή οφείλεται στο ρυθμό αλλαγής του ηλεκτρικού πεδίου που είναι ισοδύναμο με το ρεύμα που ρέει μέσω των πλακών.

Ρεύμα μετατόπισης σε πυκνωτή

Όταν η μέγιστη τάση εφαρμόζεται στον πυκνωτή, αρχίζει να φορτίζεται και να διεξάγεται. Όταν η τάση υπερβαίνει, τότε ενεργεί σαν αγωγός και οδηγεί σε ρεύμα αγωγιμότητας. Σε αυτό το στάδιο, ονομάζεται διάσπαση ενός πυκνωτή.

Διαφορά μεταξύ ρεύματος αγωγής και ρεύματος μετατόπισης

Η διαφορά μεταξύ ρεύματος αγωγιμότητας και ρεύματος μετατόπισης περιλαμβάνει τα ακόλουθα.

Ιδιότητες

ο ιδιότητες του ρεύματος μετατόπισης αναφέρονται παρακάτω,

• Είναι μια διανυσματική ποσότητα και υπακούει στην ιδιότητα της συνέχειας σε κλειστό μονοπάτι.
• Αλλάζει με το ρυθμό αλλαγής ρεύματος σε πεδίο ηλεκτρικής πυκνότητας.
• Δίνει μηδενικά μεγέθη όταν το ρεύμα σε ένα ηλεκτρικό πεδίο ενός καλωδίου είναι σταθερό
• Εξαρτάται από τον ποικίλο χρόνο ενός ηλεκτρικού πεδίου.
• Είχε τόσο κατεύθυνση όσο και μέγεθος, που μπορεί να είναι μια τιμή θετική, αρνητική ή μηδέν
• Το μήκος αυτού μπορεί να ληφθεί ως η ελάχιστη απόσταση από το σημείο εκκίνησης έως το σημείο λήξης ανεξάρτητα από τη διαδρομή.
• Μπορεί να μετρηθεί σε μια μονάδα μήκους
• Έχει ελάχιστο ή μέγιστο ή ίσο μέγεθος μετατόπισης για δεδομένο χρόνο στην πραγματική απόσταση από το σημείο.
• Εξαρτάται από ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.
• Δίνει μηδενική τιμή όταν το σημείο εκκίνησης και το τελικό σημείο είναι το ίδιο

Επομένως, αυτό είναι όλο μια επισκόπηση του ρεύματος μετατόπισης - τύπος, παραγωγή, σημασία, ανάγκη και ρεύμα μετατόπισης σε έναν πυκνωτή. Εδώ είναι ένα qi για εσάς, 'Τι είναι το ρεύμα αγωγιμότητας σε έναν πυκνωτή; «