Vektorske linije polja sile

Linije sile koje prikazuju električno polje stvoreno pozitivnim nabojem (lijevo), negativnim nabojem (središte) i nenabijenim objektom (desno)

Linija sile ili integralna krivulja je krivulja čija se tangenta u bilo kojoj točki podudara u smjeru s vektorom koji je element vektorskog polja u istoj točki. Koristi se za vizualizaciju vektorskih polja koja je teško vizualizirati na bilo koji drugi način. Ponekad se (ne uvijek) na ove krivulje stavljaju strelice koje pokazuju smjer vektora duž krivulje. Izraz "intenzitet" obično se koristi za označavanje vektora fizičkog polja koji tvore linije sile.

Različite vrste stvarnih fizičkih polja imaju svoje karakteristike koje se očituju u slici integralnih krivulja. Konkretno, električni naboj je središte u kojem se linije sile konvergiraju.

Električno polje

Električno polje , prema Maxwellovim jednadžbama ${\vec {\nabla }}\times {\vec {E}}=-{\frac {d{\vec {B}}}{dt}}$ ${\ displaystyle {\ vec {\ nabla}} \ puta {\ vec {E}} = - {\ frac {d {\ vec {B}}} {dt}}}$ ${\ displaystyle {\ vec {\ nabla}} \ puta {\ vec {E}} = - {\ frac {d {\ vec {B}}} {dt}}}$ i $\nabla \cdot {\vec {D}}=\rho$ ${\ displaystyle \ nabla \ cdot {\ vec {D}} = \ rho}$ ${\ displaystyle \ nabla \ cdot {\ vec {D}} = \ rho}$ , mogu biti potencijalne (zbog prisutnosti električnih naboja) i vrtložne (nastale uslijed pojave elektromagnetske indukcije ), ili kombinacija ova dva slučaja. Potencijalno električno polje ima integralne krivulje koje počinju pozitivnim nabojem, a završavaju negativnim; Coulombova sila koja djeluje na ispitni naboj bit će usmjerena tangencijalno na integralnu krivulju ^[1] ^[2] . Linije sile vrtložnog polja su zatvorene, njihova gustoća u tački prostora određena je vrijednošću vremenske izvedenice magnetske indukcije u ovoj tački, a smjer je određen pravilom palca .

Magnetno polje

Linije magnetskog polja magneta vizualizirane željeznim strugotinama

Prema Maxwellovim jednadžbama $\nabla \cdot B=0$ ${\ displaystyle \ nabla \ cdot B = 0}$ ${\ displaystyle \ nabla \ cdot B = 0}$ i ${\vec {\nabla }}\times {\vec {H}}={\frac {d{\vec {D}}}{dt}}+{\vec {j}}$ ${\ displaystyle {\ vec {\ nabla}} \ puta {\ vec {H}} = {\ frac {d {\ vec {D}}} {dt}} + {\ vec {j}}}$ ${\ displaystyle {\ vec {\ nabla}} \ puta {\ vec {H}} = {\ frac {d {\ vec {D}}} {dt}} + {\ vec {j}}}$ , i dok su magnetski monopoli nepoznati, magnetsko polje može nastati samo kao posljedica promjene električne indukcije (prvi član na desnoj strani 2. jednadžbe) i protoka električne struje (drugi član s desne strane stranu 2. jednadžbe). Iz toga slijedi da je magnetsko polje vrtložno, a njegove sile (linije magnetske indukcije) uvijek zatvorene, odnosno da je divergencija magnetskog polja svuda jednaka 0.

Linije magnetske indukcije mogu se vizualizirati pomoću feromagnetnih prahova ili njihovih suspenzija u tekućini smještenih u magnetsko polje.

Gravitaciono polje

Gravitacijsko polje u Newtonovoj aproksimaciji je potencijalno.

Polje brzine

Linije sile vektorskog polja koje se koriste za opisivanje trenutnog polja brzina tekućine ili plina nazivaju se struje . Oni prikazuju sliku toka u datom trenutku. Za stacionaran tok, one se podudaraju s putanjama čestica. Potoci koji izlaze iz zatvorene krivulje (ne leže ni u jednom od njegovih dijelova duž bilo koje struje ) tvore mlaz cijevi .

Bilješke (uredi)

Linkovi

Linije sile - Velika sovjetska enciklopedija. - M.: Sovjetska enciklopedija. 1969-1978.

[1] Linije elektrostatičkog polja

[2] 9 Linije sile i ekvipotencijali

[1]

[2]