Persamaan Maxwell: Aturan Gauss, Aturan Faraday, Dan Aturan Ampere

Persamaan Maxwell diterbitkan oleh ilmuwan “James Clerk Maxwell” di tahun 1860. Persamaan ini menceritakan bagaimana atom atau unsur dikenakan berbincang kekuatan listrik serta gaya magnet untuk setiap satuan muatan. Energi untuk setiap satuan muatan disebut selaku medan.

Persamaan Maxwell menerangkan bagaimana medan magnet sanggup dibikin oleh arus listrik serta muatan, dan akhirnya, mereka menerangkan bagaimana medan listrik sanggup menciptakan medan magnet, dll.

Persamaan utama memungkinkan Anda untuk menyeleksi medan listrik yang terbentuk dengan muatan. Persamaan selanjutnya memungkinkan Anda untuk menyeleksi medan magnet, dan dua sisanya akan menerangkan bagaimana medan mengalir di sekeliling persediaan mereka.

Artikel ini membahas teori persamaan Maxwell atau aturan Maxwell. Artikel ini membahas tinjauan lazim teori elektromagnetik Maxwell.

Apa itu Persamaan Maxwell?

Persamaan Maxwell yakni kumpulan dari empat persamaan, di mana setiap persamaan menerangkan satu fakta Sejalan. Semua persamaan ini tidak didapatkan oleh Maxwell; Namun, ia memadukan empat persamaan terbuat oleh Faraday, Gauss, dan Ampere. Meskipun Maxwell memasukkan satu kepingan informasi ke dalam persamaan keempat yakni aturan Ampere, yang bikin persamaan itu lengkap.

Persamaan Maxwell diterbitkan oleh ilmuwan  Persamaan Maxwell: Hukum Gauss, Hukum Faraday, dan Hukum Ampere
  • Hukum pertama yakni aturan Gauss yang ditujukan untuk medan listrik statis
  • Hukum kedua juga aturan Gauss yang ditujukan untuk medan magnet statis
  • Hukum ketiga yakni aturan Faraday yang memberitahu pergantian medan magnet akan menciptakan medan listrik.
  • Hukum keempat yakni aturan Ampere Maxwell yang memberitahu pergantian medan listrik akan menciptakan medan magnet.
Dua persamaan 3 & 4 sanggup menggambarkan gelombang elektromagnetik yang sanggup menyebar dengan sendirinya. Pengelompokan persamaan ini memberitahu bahwa pergantian medan magnet sanggup menciptakan pergantian medan listrik, dan kemudian ini akan menciptakan pergantian medan magnet tambahan. Oleh sebab itu seri ini berlanjut serta sinyal elektromagnetik siap serta menyebar ke seluruh ruang.

Persamaan Maxwell 1 2 3 4

4 persamaan Maxwell menerangkan dua bidang yang terjadi dari supply listrik dan juga arus. Medannya yakni Listrik dan juga Magnetik, dan bagaimana mereka beraneka ragam dalam waktu. 4 aturan persamaan Maxwell meliputi yang berikut ini.
  • Hukum Pertama: Hukum Gauss untuk Listrik
  • Hukum Kedua: Hukum Gauss untuk Magnetisme
  • Hukum Ketiga: Hukum Induksi Faraday
  • Hukum Keempat: Hukum Ampere
4 aturan persamaan Maxwell di atas yakni Gauss untuk listrik, Gauss untuk magnetisme, aturan Faraday untuk induksi. Hukum Ampere ditulis dengan cara yang berlainan menyerupai persamaan Maxwell dalam bentuk integral, dan persamaan Maxwell dalam bentuk diferensial yang dibahas di bawah ini.

Simbol Persamaan Maxwell

Simbol yang digunakan dalam persamaan Maxwell meliputi yang berikut ini
  • E menampilkan medan listrik
  • M menampilkan medan magnetik
  • D menampilkan perpindahan listrik
  • H menampilkan kekuatan medan magnet
  • Ρ menampilkan kepadatan muatan
  • I menampilkan arus listrik
  • ε0 menampilkan permitivitas
  • J menampilkan kepadatan arus
  • μ0 menampilkan permeabilitas
  • c menampilkan kecepatan cahaya
  • M menampilkan Magnetisasi
  • P menampilkan Polarisasi

Hukum Pertama: Hukum Gauss untuk Listrik

Hukum Maxwell pertama yakni aturan Gauss yang digunakan untuk listrik. Hukum Gauss mendefinisikan bahwa fluks listrik dari permukaan yang tertutup akan seimbang dengan seluruh muatan yang tertutup di permukaan.

Bentuk integral aturan Gauss mendapatkan aplikasi selama perkiraan medan listrik di kawasan objek bermuatan. Dengan menerapkan aturan ini pada muatan titik di medan listrik, orang sanggup menampilkan bahwa itu sanggup mengemban amanah dengan aturan Coulomb.

Meskipun kawasan utama medan listrik menawarkan ukuran muatan higienis yang dimasukkan, penyimpangan medan listrik menampilkan ukuran kekompakan sumber, dan juga meliputi implikasi yang digunakan untuk derma muatan.

Persamaan Maxwell diterbitkan oleh ilmuwan  Persamaan Maxwell: Hukum Gauss, Hukum Faraday, dan Hukum Ampere

Hukum Kedua: Hukum Gauss untuk Magnetisme

Hukum Maxwell kedua yakni aturan Gauss yang digunakan untuk magnetisme. Hukum Gauss menyatakan bahwa derifasi medan magnet sama dengan nol. Hukum ini berlaku untuk fluks magnet lewat permukaan tertutup. Dalam hal ini, vektor area menampilkan dari permukaan.

Medan magnet sebab material akan dihasilkan lewat contoh yang dinamai dipole (kutub). Kutub-kutub ini paling baik ditandai dengan lilitan arus, tetapi serupa dengan muatan magnet positif dan negatif yang tak terlihat memantul bersama.

Dalam keadaan garis-garis medan, aturan ini menyatakan bahwa garis-garis medan magnet tidak mengawali atau menyelesaikan tetapi bikin loop jikalau tidak meluas sampai tak terhingga & mundur. Dengan kata lain, setiap garis medan magnet yang melalui level tertentu mesti keluar dari volume tersebut di sebuah tempat.

Hukum ini sanggup ditulis dalam dua bentuk yakni bentuk integral dan juga bentuk diferensial. Kedua bentuk ini sama sebab teorema divergensi.

Persamaan Maxwell diterbitkan oleh ilmuwan  Persamaan Maxwell: Hukum Gauss, Hukum Faraday, dan Hukum Ampere

Hukum Ketiga: Hukum Induksi Faraday

Hukum Maxwell ketiga yakni aturan Faraday yang digunakan untuk induksi. Hukum Faraday menyatakan bahwa bagaimana waktu merubah medan magnet akan bikin medan listrik. Dalam bentuk integral, ini mendefinisikan bahwa upaya untuk setiap muatan unit dikehendaki untuk memindahkan muatan di tempat loop tertutup yang serupa dengan tingkat penghematan fluks magnet selama permukaan tertutup.

Serupa dengan medan magnet, medan listrik yang diinduksi oleh energi meliputi garis medan tertutup, jikalau tidak diposisikan oleh medan listrik statis. Fitur induksi elektromagnetik ini yakni prinsip kerja di belakang beberapa generator listrik : misalnya, magnet dengan batang yang berputar bikin pergantian medan magnet, yang pada gilirannya menciptakan medan listrik dalam kabel dekat.

Persamaan Maxwell diterbitkan oleh ilmuwan  Persamaan Maxwell: Hukum Gauss, Hukum Faraday, dan Hukum Ampere

Hukum Keempat: Hukum Ampere

Hukum keempat Maxwell yakni aturan Ampere. Hukum Ampere menyatakan bahwa pembangkitan medan magnet sanggup dijalankan dalam dua tata cara yakni dengan arus listrik serta dengan merubah medan listrik. Dalam tipe integral, medan magnet terinduksi di kawasan loop tertutup akan seimbang dengan arus listrik dan arus perpindahan di seluruh permukaan tertutup.

Hukum ampere Maxwell akan bikin himpunan persamaan secara akurat sanggup mengemban amanah untuk bidang non-statis tanpa merubah aturan Ampere serta Gauss untuk bidang tetap. Tetapi selaku hasilnya, dikehendaki bahwa pergantian medan magnet akan membuat medan listrik.

Dengan demikian, persamaan matematika ini akan memungkinkan gelombang elektromagnetik berdikari untuk bergerak lewat ruang kosong. Kecepatan gelombang elektromagnetik sanggup diukur dan itu sanggup dikehendaki dari arus serta muatan percobaan sesuai dengan kecepatan cahaya, dan ini yakni salah satu jenis radiasi elektromagnetik.

Persamaan Maxwell diterbitkan oleh ilmuwan  Persamaan Maxwell: Hukum Gauss, Hukum Faraday, dan Hukum Ampere

∇ x B = J / ε0c2 + 1 / c2 ∂E / ∂t

Jadi, ini semua wacana persamaan Maxwell. Dari persamaan di atas, akhirnya, kita sanggup menyimpulkan bahwa persamaan ini meliputi 4 aturan yang terkait dengan medan listrik (E) serta medan magnet (B) yang dibahas di atas. Persamaan Maxwell sanggup ditulis dalam bentuk integral setara maupun diferensial.