Elektrisches Feld aufgrund einer zeitlich und räumlich variierenden Stromdichte?

Nehmen wir an, ich habe eine Stromdichte:

J J ( R , T )
Dies erzeugt sowohl ein zeitlich veränderliches Magnetfeld als auch eine Nettoladungsdichte. Diese beiden Effekte erzeugen ein elektrisches Feld. Wenn E B ist das elektrische Feld unter Berücksichtigung nur des zeitveränderlichen Magnetfelds und E C D ist das elektrische Feld, wenn man nur die Nettoladungsdichte betrachtet, können wir allgemein sagen:
E = E B + E C D
Wenn ja, kann es bewiesen werden und wenn nein, warum nicht?

Sie müssen die Maxwell-Gleichungen lösen, um das elektrische Feld zu finden. Die Maxwell-Gleichungen sind ein Satz gekoppelter Differentialgleichungen, und im Allgemeinen kann man nicht sagen, welche Quelle was erzeugt. Sie müssen die Gleichungen gleichzeitig lösen. Hier entsteht durch die Ladungsdichte ein elektrisches Feld, das wiederum mit einem magnetischen Feld gekoppelt ist und so weiter. Wenn Sie die Gleichungen entkoppeln, erhalten Sie diese Wellengleichung für das E-Feld:
( 2 μ ϵ 2 T 2 ) E = μ J T + ρ ϵ

Antworten (1)

Zu lang für einen Kommentar: Betrachten Sie die Maxwell-Gleichungen:

E = ρ / ϵ 0 B = 0
× E = B T × B = μ 0 J + 1 C 2 E T

Laut Heras (als Kommentar zu einem Artikel von Griffiths und Heald ) ist die Verschiebung der aktuelle Begriff ϵ 0 E T kann in Bezug auf die Stromdichte geschrieben werden J als

ϵ 0 E T = J 3 + 1 4 π D 3 X ' [ F ( J ) ]

Wo F ( J ) hängt ab von J , J T , 2 J T 2 und bezeichnet Mengen zum verzögerten Zeitpunkt [ Ich gehe davon aus, dass es in Ordnung ist, Helmholtz zu verwenden, da obwohl die rechte Seite des Ausdrucks für × B beinhaltet Zeit, es beinhaltet keine zeitlichen Ableitungen von B in diesem Fall müssten Sie die folgende Verallgemeinerung des Satzes von Helmholtz verwenden ]. Aus diesem Grund bedeutet dies, dass wir es wissen B Und × B . Nach dem Satz von Helmhotlz bedeutet dies, dass wir schreiben können B in der Form B = Φ + × A Und Φ , A werden einmalig bestimmt. Das gibt B durch die Stromdichte bestimmt J ( A N D ich T ' S T ich M e D e R ich v A T ich v e S ) .

Das bedeutet jetzt, dass wir haben E in Bezug auf die Ladungsdichte und angegeben × E angegeben in Bezug auf die zeitliche Ableitung von B (die als zeitliche Ableitung der Stromdichte angegeben ist J ). Daraus folgt, da wir die Divergenz von kennen E und die Locke von E wir können schreiben E in Bezug auf den Gradienten einer Skalarfunktion Φ ' und die Locke einer Vektorfunktion A ' als E = Φ ' + × A ' , und das sieht man Φ ' hängt mit der Ladungsdichte zusammen A ' hängt mit der (zeitlichen Ableitung) des Magnetfelds zusammen.