Какво е ток на изместване: производно и неговите свойства

Какво е ток на изместване: производно и неговите свойства

В електромагнитната теория феноменът на магнитното поле може да бъде обяснен по отношение на промяната в електрическо поле . Магнитното поле се генерира в околността на електрическия ток (ток на проводимост). Тъй като електрическият ток може да е в стационарно състояние или в различно състояние. Концепцията за ток на изместване зависи от вариацията на времето на електрическото поле Е, разработена от британския физик Джеймс Клерк Максуел през 19 век. Той доказа, че изместващият ток е друг вид ток, пропорционален на скоростта на промяна на електрическите полета и също обяснен математически. Нека да обсъдим настоящата формула на преместване и необходимостта в тази статия.



Какво е изместващият ток?

Токът на изместване се определя като вид на тока, произведен поради скоростта на електрическото изместване на поле D. Това е променящо се във времето количество, въведено в Уравнения на Максуел . Обяснено е в единиците за плътността на електрическия ток. Той е въведен в закона на веригите на Ампер.
The SI единица на тока на изместване е Ampere (Amp). Размерът на това може да бъде измерен в мерната единица, която може да бъде max, min или равна на действителното изминато разстояние от начална точка до крайна точка.


Деривация

Формула на тока на изместване, размери и извеждане на ток на изместване може да се обясни чрез разглеждане на основната схема, която дава ток на изместване в кондензатор.





Помислете за паралелен пластинен кондензатор с необходимо захранване. Когато захранването е дадено на кондензатора, той започва да се зарежда и първоначално няма да се проведе ток. С увеличаването на времето кондензаторът се зарежда непрекъснато и се натрупва над плочите. По време на зареждането на a кондензатор с течение на времето ще има промяна в електрическото поле между плочите, което предизвиква изместващия ток.

От дадената схема разгледайте площта на паралелния пластинен кондензатор = S



Ток на изместване = Id


Jd = плътност на тока на изместване

d = € E т.е., свързано с електрическото поле E

€ = диелектрична проницаемост на средата между плочите на кондензатор

Формулата на тока на изместване на кондензатор се дава като,

Id = Jd × S = S [dD / dt]

От Jd = dD / dt

От уравнението на Максуел можем да заключим, че изместващият ток ще има същата единица и ефект върху магнитното поле на проводимия ток.

▽ × H = J + Jd

Където,

H = магнитно поле B като B = μH

μ = пропускливост на средата между пластините на кондензатор

J = плътност на проводящия ток.

Jd = плътност на тока на изместване.

Както знаем това ▽ (▽ × H) = 0 и ▽ .J = −∂ρ / ∂t = - ▽ (∂D / ∂t)

Като използваме закона на Гаус, който е ▽ .D = ρ

Тук ρ = плътност на електрическия заряд.

Оттук можем да заключим, че Jd = ∂D / ∂t плътност на тока на изместване и е необходимо да се балансира RHS с LHS на уравнението.

Необходимост от изместващ ток

Няма поток на носители на заряд през двете пластини на кондензатор и токът на проводимост не протича през тази изолация. Непрекъснатите ефекти на магнитното поле между плочите дават тока на изместване. Размерът на това може да се изчисли от тока на зареждане и разреждане на верига, който е равен на размера на тока на проводимост на проводящ проводник, който свързва кондензатор (начална точка до крайна точка)

Необходимостта от това може да се обясни, като се вземат предвид следните фактори,

  • При електромагнитно излъчване като светлинни вълни и радиовълни се разпространяват в космоса.
  • Когато вариращото магнитно поле е право пропорционално на скоростта на промяна на електрическото поле.
  • Токът на изместване е необходим, за да се получи магнитното поле между двете плочи на кондензатор.
  • Използва се в ампер верига.
  • Токът на изместване позволява да се разбере как електромагнитните вълни се разпространяват през празни пространства.

Изместващ ток в кондензатор

Кондензаторът винаги зависи от тока на изместване, а не от тока на проводимост, когато има потенциална разлика, която е под максималното напрежение между плочите. Тъй като го знаем, потокът на електрони дава ток на проводимост. Докато този ток в кондензатор се дължи на скоростта на промяна на електрическото поле, което е еквивалентно на тока, протичащ през плочите.

Изместващ ток в кондензатор

Изместващ ток в кондензатор

Когато максималното напрежение е приложено към кондензатора, той започва да се зарежда и провежда. Когато напрежението надвиши, то действа като проводник и води до ток на проводимост. На този етап това се нарича разрушаване на кондензатор.

Разлика между тока на проводимост и тока на изместване

Разликата между тока на проводимост и тока на изместване включва следното.

Проводим ток

Ток на изместване

Определя се като действителният ток, произведен във веригата поради потока на електрони при приложено напрежение.Определя се като скорост на промяна на електрическото поле между плочите на кондензатор при приложено напрежение.
Произвежда се поради равномерния поток на носители на заряд (електрони), докато електрическото поле е постоянно с времетоПроизвежда се поради движението на електрони със скоростта на промяна на електрическото поле
Той приема закона на омаНе приема ом закон
Дава се като I = V / RДава се като Id = Jd x S
Представен е като действителен токПредставен е като привиден ток, произведен поради електрическото поле за различно време

Имоти

The свойства на изместващия ток са споменати по-долу,

  • Това е векторна величина и се подчинява на свойството на непрекъснатост в затворен път.
  • Тя се променя със скоростта на промяна на тока в електрическо поле с плътност.
  • Той дава нулеви величини, когато токът в електрическото поле на проводника е постоянен
  • Зависи от вариращото време на електрическо поле.
  • Той имаше както посока, така и величина, която може да бъде стойност на положителна, отрицателна или нула
  • Дължината на това може да се приеме като минималното разстояние от началната точка до крайната точка, независимо от пътя.
  • Може да се измери в мерна единица
  • Той има минимална или максимална или равна величина на изместване за дадено време до действителното разстояние от точката.
  • Зависи от електромагнитното поле.
  • Той дава нулева стойност, когато началната и крайната точка са еднакви

По този начин става въпрос за всичко преглед на тока на изместване - формула, производно, значение, необходимост и изместващ ток в кондензатор. Ето ци за вас: „Какво представлява токът на проводимост в кондензатор? „